Если же обнаружилось расхождение, в мгновение ока на выход поступают управляющие сигналы. Они приводят в действие исполнительные механизмы, которые тут же изменяют в нужном направлении давление, влажность, температуру или скорость потока.
Так машина поддерживает стационарный, заранее заданный режим. Но она может и нарушать его! Если у нее в памяти есть еще и программа оптимизации.
Активность катализатора со временем падает. Выход продукта тоже. Как же быть?
Поначалу машина самостоятельно пробует, например, повысить давление. Это немедленно сказывается на состоянии всей технологической схемы. Выждав секунду-другую, машина накапливает информацию. Затем она стремительно анализирует ситуацию. Ага, выход продукта повысился! Значит, надо и дальше увеличивать давление в аппарате. Так продолжается до тех пор, пока не будет найдено наилучшее значение параметра. Затем машина начинает изменять температуру, расход и так далее. Сигналы с контрольных постов непрерывно сверяются логическим узлом с заданной программой. Так подыскивается новый режим, самый экономичный из всех возможных.
Конечно, не всегда проста зависимость производительности от величины параметра. Мы уже знаем, что при низких температурах синтез аммиака практически не идет. А при нагревании равновесие смещается так, что выход продуктов уменьшается. Но машина способна варьировать и противоречивые параметры, запоминая наилучшие их комбинации.
Правда, не для всех технологических процессов имеются достаточно полные математические описания. Да и составлять их не легко. Не беда: можно создать самонастраивающиеся системы автоматического управления. Они будут работать по неполной программе, накапливая опыт, запоминая удачные сочетания условий и забывая остальные.
Для заводов синтетического каучука у нас построена электронная машина «Марс-300». Она предназначена для централизованной инспекции сразу по тремстам точкам технологической линии. Все данные регистрируются машиной за полминуты.
Результаты осмотра поступают на выход в числовой форме. При отклонениях от стабильного режима начинает моргать красный глазок на панели вычислительного устройства.
Основные функции «Марса-300» контрольные. Но машина способна выполнять также и некоторые операции управления — пуск, остановка, защита при взрывах.
На Новомосковском химкомбинате завершается комплексная автоматизация аммиачных цехов. Вся информация многочисленных агрегатов будет обрабатываться электронно-вычислительной машиной. Пять минут на размышление — и вывод готов: как и где подправить процесс, чтобы себестоимость оставалась минимальной (экономический оптимум) или выход продуктов был максимальным (оптимум технологический). Оба значения могут не совпадать. Например, увеличение давления с целью увеличить выход продукта потребует большего расхода электроэнергии на вращение моторов компрессоров. А из-за этого может подпрыгнуть вверх значение себестоимости. Но все зависит от программы, вложенной в машину. Она будет точно и беспрекословно выполнять предписание человека.
Машина эта не простая. Самопрограммирующая. Она по ходу дела вносит коррективы в первоначальную программу, подлаживаясь к особенностям технологического процесса и подгоняя его параметры к наивыгоднейшему сочетанию. Подсчитано, что «электронные администраторы» только на Новомосковском комбинате обеспечат ежегодную экономию в миллион рублей.
Изучая профессиональный состав кадров в химической промышленности, статистика выяснила, что до половины заводского персонала занято на таких операциях, которые можно автоматизировать. А нужда в специалистах-химиках растет с каждым годом. Вот почему проблема автоматизации становится особенно актуальной.
Автоматический анализатор, обслуживаемый одним человеком, заменяет два десятка лаборантов. Представляете, сколько резервов рабочей силы высвободят подобные приборы в сочетании с электронными машинами?
Далее. Чем устойчивей режим, тем долговечнее оборудование. И тем меньше потребность в ремонтниках. Мгновенная корректировка технологического процесса по плечу лишь машинам. Только с их помощью удается свести пульсации на нет. Так стабилизация режимов «сокращает штаты», увеличивая число рабочих рук для других видов труда в химической промышленности.
И это не все. Автоматический контроль и машинное регулирование несут с собой в химию скорость. В самом деле: раньше химическая аппаратура строилась в расчете на ограниченные возможности ручного управления. Сейчас эти ограничения снимаются. Быстродействующие электронно-вычислительные устройства могут регулировать самые стремительные процессы. Даже если они неравновесные. Марковские. Значит, можно использовать цепные реакции горения и взрыва! Так электронная техника делает реальным прогноз академика Трапезникова. Химии быстрой, химии горячей — быть!
Математика и кибернетика распахивают перед химией неохватные горизонты.
В гостях у Монжа-Бертолле.
…Огромный заводской цех. Впрочем, это уже и не цех в обычном смысле слова. У него нет стен. Нет крыши. Да и зачем они? Компрессоры, насосы, колонны синтеза, скрубберы, газгольдеры, трубы не боятся дождя. Им не страшен рыжий бич металлов — ржавчина, ибо они сделаны из прочных и жаростойких полимеров. Сквозь прозрачные стенки видно, как в одних реакторах бушует пламя. В других процессы идут при обычной температуре. Но с необычной скоростью и производительностью. Ведь в них работают катализаторы, напоминающие ферменты!
Завод не имеет дымовых труб. Здесь нет ни газообразных, ни жидких отходов. Они полностью утилизированы. То, что нужно для процесса, возвращено в технологическую схему. Остатки поступают на склад. Это сырье для других цехов.
Вокруг ни души. Лишь кое-где на заводском дворе маячат редкие фигуры в белых халатах. Это рабочие, занятые на тех операциях, автоматизация которых пока неосуществима.
Вместо многоэтажного административного корпуса — небольшая будка, похожая на трансформаторную. Но не ищите в ней электронных машин. Их здесь нет. Они за тридевять земель — в крупном вычислительном центре. Оттуда осуществляется контроль сразу за десятками заводов. В будке собраны лишь самые необходимые приемные устройства и переключатели, которые служат посредниками между далекой машиной и исполнительными органами механизмов.
Над складскими помещениями простерта прозрачная пленка. Это гибкая полупроводниковая электростанция. Ток, возбужденный солнечным светом, накапливается в аккумуляторах, чтобы непрерывно вращать электромоторы.
Завод сравнительно небольшой. Но производительность его колоссальна. День и ночь из бункеров в непрерывно подходящие составы ссыпаются сотни и тысячи тонн готовой продукции. А сырье? Оно поступает из расположенного рядом большого соленого озера.
На воротах большие буквы: «Химический завод им. Н. С. Курнакова». А ниже надпись помельче: «Спроектирован электронными машинами в 198… году».
Последнюю цифру трудно разобрать: на нее падает тень от густой листвы. Деревья буйно разрослись вокруг и внутри заводского двора. Завод-сад, бесшумный, бездымный, безлюдный, без устали несет трудовую вахту на благо народа, построившего коммунизм…
А неподалеку от завода раскинулись современные корпуса исследовательских лабораторий. Сверкающая лента асфальта бежит к большой человеческой фигуре, одиноко стоящей перед входом. Он смотрит строго, пряча улыбку в бронзовые усы, пушистые гренадерские усы создателя химической топологии. Табличка над дверьми гласит: «Институт математической химии АН СССР имени Монжа-Бертолле». О, это будет мечта каждого журналиста — посетить такой институт. Разумеется, никто из тамошних брюнетов не будет носить париков, а блондины не станут распускать по ветру свои белокурые локоны. Но из-под современных причесок на вас нет-нет да и посмотрят черные ли, голубые ли, но, ей богу,
