ЖУРНАЛ «СТА» №4/2004

52 СТА 4/2004 РАЗРАБОТКИ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ www.cta.ru В ВЕДЕНИЕ Вопросы автоматизации сложных технологических процессов получения высокочистых веществ, разделения смесей и изотопного обогащения всё чаще будут вставать перед разработчи- ками современных промышленных производств. Максимальное исключе- ние человеческого фактора позволит не только существенно снизить вероят- ность техногенных аварий, обезопасить персонал, но и снизить эксплуатацион- ные расходы, обеспечить стабильно вы- сокое качество работы и конкуренто- способность выпускаемой продукции. С распадом СССР Россия потеряла часть своих научноисследовательских и производственных мощностей по промышленному производству ста- бильных изотопов элементов лёгкой группы таблицы Менделеева (изотопов водорода, кислорода, углерода, азота и бора). Воссоздание этого производст- ва, а также развитие научных исследо- ваний в данном направлении представ- ляет собой серьёзную и очень важную задачу, нацеленную на восстановление утраченных позиций в одной из наибо- лее высокотехнологичных областей науки и техники. Среди изотопов элементов лёгкой группы Кислород18 (О18) занимает особое место. Его производство в дос- таточных количествах для медицин- ской диагностики становится всё более актуальным. Стабильный изотоп О18 представляет собой наиболее эффек- тивную мишень для производства ко- роткоживущего (период полураспада 108 минут) радиоактивного изотопа Фтор18 (F18). Комбинация O18 и F18 является парой типа «ми- шень–трейсер» для одного из наиболее перспективных методов ранней диаг- ностики раковых заболеваний — мето- да позитронноэмиссионной томогра- фии (ПЭТ). В отличие от других методов ПЭТметод позволяет определить ра- ковое заболевание на наиболее ранней стадии его развития. Кроме того, ПЭТметод позволяет наиболее эф- фективно и оперативно контролиро- вать процесс лечения пациентов, уже перенесших химиотерапию или хирур- гическое вмешательство. Группа специалистов на базе Отделе- ния изотопов Радиевого института им. В.Г. Хлопина и ЗАО «ОксиМед» разработала проект автоматизации промышленного производства для по- лучения О18 методом ректификации природной воды. В основу проекта по- ложены современные достижения в области АСУ сложных технологиче- ских процессов с использованием из- делий фирмы Advantech и компьютер- ных технологий. О БЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ Объектом автоматизации является экспериментальный стенд для опытной отработки ректификационного процес- са с системами контроля процесса и со- стояния оборудования и системами управления режимами работы отдель- ных блоков. В состав стенда входит практически весь комплекс промыш- ленного оборудования производствен- ного предприятия, здесь реализованы все стадии технологического процесса. Стенд состоит из трёх одинаковых укороченных колонн с унифицирован- ными сменными стыковочными узла- ми и легко заменяемыми элементами конструкций. «Разборность» стенда по- зволяет проводить эксперименты прак- тически со всеми вариантами исполне- ния всех основных узлов и конструк- ций специального оборудования. Вы- бранное количество колонн (три шту- ки) продиктовано необходимостью по- лучения большего объёма статистики и оценки параметров воспроизводимости при проведении экспериментов. Об- щий вид стенда представлен на рис. 1. Конечным объектом автоматизации является полномасштабный обогати- тельный каскад, состоящий из значи- тельно удлинённых колонн, общее ко- личество которых многократно увели- чено, и растиражированного другого оборудования стенда. Такой каскад ис- Автоматизация процесса промышленного разделения изотопов в каскаде высотных насадочных колонн Рассматриваются различные аспекты создания АСУ ТП изотопного промышленного ректификационного производства на примере системы контроля и управления стендом для исследования процессов разделения изотопов кислорода. Особое внимание уделяется вопросам выбора аппаратуры, соответствующей современному программному обеспечению и требованиям открытых международных стандартов, применение которой позволяет обеспечить надёжный контроль и высокоэффективное управление сложным непрерывным пространственно-распределённым технологическим процессом. Владимир Краскин, Валерий Певцов, Анатолий Петров