Оптимальное управление замкнутым водооборотом гальванической линии

Актуальность темы. Процессы нанесения гальванических покрытий находят самое широкое применение в современной промышленности. Гальваническое производство тесно связано с потреблением воды в качестве технологического сырья. Ежегодно гальванотехника в России потребляет не менее 2 · 109 м3 воды высокой степени очистки. Физико-химические показатели качества воды, используемой в гальванических линиях, определяются ГОСТ 9.314–90.
Основным критерием качества промывки являются предельно допустимые значения концентрации веществ, выносимых на поверхности детали. Несоблюдение требованиям по максимальному значению концентраций отмываемых компонентов в промывных ваннах негативно сказывается на работоспособности технологической ванны вследствие изменения ионного состава, а порой приводит к потере работоспособности технологических растворов.
Целью работы является разработка оптимальной, по критерию потребления ресурсов, автоматической системы управления замкнутым водооборотом гальванической линии.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1) исследование процессов промывки в гальванотехнике и систем очистки сточных вод как объектов управления;
2)  постановка задачи оптимального управления системой водооборота и системой очистки сточных вод;
3) теоретическое исследование объектов управления, построение их математических моделей;
4) анализ методов решения поставленных задач оптимального управления;
5) экспериментальное исследование поведения объектов при полученных оптимальных управлениях и при их отсутствии;
6) синтез системы управления, реализующей оптимальное управление системой замкнутого водооборота.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы математического моделирования, методы оптимизации, численные методы решения дифференциальных уравнений, а также численные методы нелинейного и динамического программирования, методы решения вариационных задач.
Научная новизна работы:
 система замкнутого водооборота рассмотрена как объект управления; поставлена задача оптимального управления системой замкнутого водооборота, состоящей из системы водооборота и системы очистки сточных водреагентным методом, по критерию минимального потребления ресурсов при обеспечении заданного качества и производительности;
 построена математическая модель процесса промывки в ванне, учитывающая режим работы промывной ванны и протекание процесса промывки во времени;
 построена математическая модель процесса многоступенчатой промывки, учитывающая схему распределения водных ресурсов между ваннами;
 построена математическая модель системы водооборота, учитывающая процесс перераспределения водных ресурсов между ступенями промывки;