Автоматизированная система управления непрерывными технологическими процессами перераспределения транспортных потоков

• Автор: Новицкий, Кирилл Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ
1.1. Анализ критериев оптимизации управления ГТС
1.2. Многокритериальная оптимизация и процедуры принятия решений по управлению ГТС
1.3. Представление поведения компонентов ГТС формальными процессными моделями.
1.4. Диспетчерское управление объектами транспорта газа
1.5. Свойства технологических объектов транспорта газа
Выводы по главе
2. РАЗРАБОТКА ДИСКРЕТНО-НЕПРЕРЫВНОЙ МОДЕЛИ
УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ НА ОСНОВЕ ГИБРИДНОЙ АВТОМАТНОЙ СХЕМЫ
2.1. Постановка задачи управления перераспределением потоками транспорта газа
2.2. Модели гибридного автомата в системе управления транспортом газа
2.2.1. Разработка г^одели последовательного гибридного автомата
2.2.2. Правила интерпретации последовательного гибридного автомата
2.2.3. Эквивалентность гибридного автомата и непрерывной системы
2.2.4. Обобщенный гибридный автомат
2.2.5. Формирование гибридного времени
2.2.6. Эквивалентный последовательный гибридный автомат
2.3. Объекты формирования управляющих воздействий перераспределения потоков транспорта газа
2.4. Расчетная модель стационарного режима газовых потоков
2.5. Построение иерархического гибридного автомата управления транспортными потоками
2.5.1. Принцип синхронной композиции гибридных автоматов управления подсистемами транспорта газа
2.5.2. Правила интерпретации синхронного параллельного гибридного автомата.
2.5.3. Явная синхронизация гибридных автоматов с помощью сигналов
2.6. Методика формирования гибридной расчетной схемы
Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ГТС
3.1. Задача управления потоками в газотранспортной системе
3.2. Методика автоматизации модельных экспериментов
3.2.1. Критерии оптимальности планов
3.2.2. О-оптималыше планы

3.2.3. Метод построения Б-оптимальных планов
3.2.4. Синтез Б-оптимальных тестирующих сигналов для идентификации динамических объектов
3.3. Формирование правил вывода в динамической среде управления транспортом газа
3.4. Моделирования правил вывода на основе временной логики умолчаний
3.5. Нейросетевые модели в задачах идентификации состояния ГТС
Выводы по главе
4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ
4.1. Особенности функционирования межпромыслового коллектора
4.2. Реализация системы поддержки принятия решений в составе системы телемеханики
4.3. Методика построения СППР в системе управления транспортом газа
4.3.1. Конструкторы проектирования сценариев элементарных программных приложений
4.3.2. Перечень регистрируемых компонентов
4.3.3. АсЦуе-Х компоненты интерфейсного взаимодействия с математическими пакетами
4.3.4. Механизмы синхронизации и блокировок приложений сценария
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
При управлении непрерывными технологическими процессами газовой отрасли цена диспетчерского решения очень велика. Сложность принятия решения возрастает при отсутствии или недостоверности части параметров. Кроме того, с течением времени тенденция ухудшения ситуации может нарастать, в связи с чем, резко уменьшится резерв времени на принятие решения. Это время необходимо постоянно отслеживать и определять заново. Проблемы взаимодействия человека и машины стали в настоящее время общими для атомной энергетики, нефтяной и газовой промышленности, химического производства, авиации, транспорта и других отраслей народного хозяйства. Анализ ряда аварий в этих отраслях показал, что одной из причин аварий являются ошибки диспетчерского персонала, непринятие или принятие неправильных управляющих решений. Таким образом, в увеличении степени технологического риска и снижении производственной безопасности в системе «человек - машина» существенную роль играет человеческий фактор. Возрастают требования, предъявляемые к качеству выполнения операторами и диспетчерами своих функций в человеко-машинной системе управления. Особенно это важно для таких мощных систем, как Единая электроэнергетическая система, Единая система газоснабжения.
Целью работы является повышение эффективности управления непрерывными технологическими процессами магистрального транспорта газа за счет разработки методов и моделей поддержки - принятия диспетчерских решений по перераспределению газовых потоков. Для решения указанной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:
• системный анализ методов и моделей управления газотранспортной системой с учетом специфики непрерывных технологических процессов;

АРМ оператора выполняется на базе персонального компьютера промышленного исполнения, оснащенного необходимыми средствами коммуникации и специализированным программным обеспечением. В состав АРМ оператора входит также резервная панель управления, позволяющая при выходе из строя системного блока компьютера или монитора осуществлять контроль параметров агрегата и выдачу вручную основных команд управления.
Системы телемеханики предназначены для автоматизации контроля, диагностики и управления удаленными технологическими объектами в добыче, транспортировке и распределении газа.
В состав системы телемеханики входит полный набор технических средств для автоматизации территориально распределенных технологических объектов.
Система телемеханики представляет собой многоуровневую систему управления технологическим процессом. Обобщенная структура системы может быть представлена в виде, изображенном на Рис. 1.5.
На нижнем уровне системы телемеханики располагаются датчики, первичные преобразователи (измерительные преобразователи давления, перепада давления, температуры с токовым выходом 4-20мА) и интеллектуальные датчики, обеспечивающие измерение нескольких параметров одновременно (давления, перепада давления и температуры), имеющие цифровой выход посредством частотно модулированного сигнала, интерфейса К5-232/-485, либо модема. В качестве первичных датчиков могут выступать также вычислители расхода газа, которые измеряют перепад давлений, статическое давление и температуру газа для однониточного газопровода и вычисляют расход природного газа в соответствии со стандартами ГОСТ 30319.0-3-96, ГОСТ 8.563.1-3-97. В процессе вычисления реализуются следующие функции: сбор данных, обработка сигналов, вычисление расхода, архивирование данных и аварийных сообщений,