По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 676.026 DOI:10.33920/pro-05-2402-07

Разработка модели контроля химического потребления кислорода при производстве целлюлозы

Шифрин Б.М. Кафедра математических методов в управлении, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, e-mail: mmu@spbftu.ru

Предложен подход к разработке модели контроля химического потребления кислорода при производстве целлюлозы на основе нечеткой логики. Поскольку строго математически процесс варки целлюлозы удовлетворительно не формализовать из-за наличия большого количества случайных факторов, вызывающих динамические возмущения непрерывного процесса, выбран класс моделей, интуитивно понятных человеку и применению которых нетрудно обучить.

Литература:

1. Краткая Е. Как совместить ЦБП и ESG // Ведомости. Экология [Электронный ресурс]. — URL: https://www.vedomosti.ru/ecology/science_and_technology/articles/2022/02/17/909699-kaksovmestit-tsbp-i-esg (дата обращения: 25.03.2024).

2. Кряжев А.М. Производство целлюлозы, древесной массы, бумаги, картона / А.М. Кряжев, О.В. Голуб, А.Ю. Санжаровский // Энциклопедия технологий 2.0: Производство неметаллов. — Москва; Санкт-Петербург: Научно-исследовательский институт «Центр экологической промышленной политики», 2022. — С. 319–463.

3. Александров А.В., Гаузе А.А., Гончаров В.Н. Оборудование ЦБП. Часть I. Основное оборудование для производства целлюлозы / СПбГТУРП. — СПб., 2014. — 90 с.

4. Технология целлюлозы: в 3 т. Т. II. Непенин Ю.Н. Производство сульфатной целлюлозы: учебное пособие для вузов. — 2-е изд., перераб. — М: Лесная промышленность, 1990. — 600 с.

5. Иванов Ю.С. Производство сульфатной целлюлозы. Часть 1: учебное пособие / ГОУВПО СПбГТУРП. — СПб., 2010.

6. Поляков В.В. Оптимизация управления целлюлозно-бумажным производством / В.В. Поляков // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. — 2006. — № 3. — С. 134–140.

7. Современное состояние применения и развития методов искусственного интеллекта в промышленных регуляторах и интеллектуальных системах управления / С.Л. Горобченко, Б.М. Шифрин, С.В. Алексеева [и др.] // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2023. — № 3. — С. 106–112.

8. Турбал Е.Ю. Подход к разработке модели сушки пиломатериалов на основе нечеткой логики / Е.Ю. Турбал, Б.М. Шифрин, Д.А. Попова // Международный научно-исследовательский журнал. — 2022. — № 7–1 (121). — С. 111–114.

9. Шеховцов О.И. Разработка модели управления варочной установкой на основе нечеткой логики / О.И. Шеховцов, Б.М. Шифрин // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. — 2008. — № 1.

10. Шифрин Б.М. Оптимизация процесса шлифования на базе нечеткой логики / Б.М. Шифрин // Машины, агрегаты и процессы. Проектирование, создание и модернизация: материалы I Международной научно-практической конференции (Санкт-Петербург, 25 января 2018 г.). — Санкт-Петербург: СПбФ НИЦ МС, 2018.

11. Шифрин Б.М. Разработка модели процесса контроля качества поверхности древесностружечных плит на основе нечеткой логики / Б.М. Шифрин // Автоматизированное проектирование в машиностроении. — 2017. — № 5. — С. 39–43.

Сейчас ежегодно в мире потребляется около 400 млн т бумаги [1]. По данным ООН, за последние 40 лет этот показатель вырос в 4 раза. Повсеместно наблюдается тренд на отказ от пластика в пользу бумажной тары и упаковки.

При этом экологи обращают внимание на то, что производство в целлюлозно-бумажной промышленности оказывает серьезное влияние на окружающую среду. Одним из насущных вопросов становится снижение негативного воздействия на экологию, в том числе с ростом объемов производства бумаги и картона.

Обстоятельные исследования показали, что на многих предприятиях концентрация выбросов превышает допустимую санитарную норму, они разносятся на значительное расстояние вокруг предприятий, в частности представляют угрозу для водного мира и портят вкусовые качества воды в водоемах. Принято считать, что показатель химического потребления кислорода (ХПК) — количество кислорода, потребляемого при химическом окислении содержащихся в воде веществ под действием различных окислителей, — является обобщающим, наиболее информативным и приоритетным показателем, характеризующим экологическое состояние и степень загрязненности воды веществами органической природы [2–5].

К сожалению, на сегодняшний день разработанные методы управления не дают радикального решения вопроса охраны окружающей среды. Проблема заключается в том, что строго математически процесс варки целлюлозы удовлетворительно не формализовать из-за наличия большого количества случайных факторов, вызывающих динамические возмущения непрерывного процесса [6].

Здесь важно понимать, что повышение эффективности целлюлозно-бумажного производства не всегда достигают за счет экстенсивных факторов или модернизации технологических процессов, не менее важную роль играет принятие оптимальных управленческих решений. Использование типовых моделей для решения реальных задач требует их адаптации к условиям применения. Конкретные условия решения многих типичных задач отличаются друг от друга множеством значимых деталей. В каждом случае модели имеют уникальную специфику, без учета которой их решение теряет смысл. Возможный выход из создавшейся ситуации — выбор класса моделей, интуитивно понятных человеку и применению которых нетрудно обучить, например модели на основе нечеткой логики [7–11].

Для Цитирования:
Шифрин Б.М., Разработка модели контроля химического потребления кислорода при производстве целлюлозы. Безопасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах. 2024;2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: