Прогнозирующий контроль и адаптивное управление в функциональных подсистемах теплоэнергетических АСУТП

• Автор: Акчурин, Дамир Хусяинович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 202 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОДСИСТЕМЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕС

КИХ АСУТП, МЕТОДЫ ИХ КОНТРОЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И НАСТРОЙКИ

1.1 Интегрированные системы управления производством

1.2 Функциональные подсистемы теплоэнергетических АСУ ТП

1.3. Автоматические регуляторы объектов теплоэнергетики

1.4. Задачи контроля, регулирования и настройки функциональных

подсистем

1.5. Выводы по главе 1

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТИПОВЫХ МОДУЛЕЙ И

ПРОЦЕССОВ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОДСИСТЕМ
2.1. Основные подходы к созданию математических моделей
2.2. Обобщенные аналитические модели функциональных подсистем
2.3. Математические модели внешних возмущений
2.4. Линейные динамические модели функциональных подсистем
2.5. Нейронные модели
2.6. Выводы по главе 2
3. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОДСИСТЕМ
3.1. Основные функции контроля теплоэнергетических АСУТП
3.2. Оценка технического состояния функциональных подсистем с
использованием линейных динамических моделей
3.3. Оценка технического состояния функциональных подсистем с
использованием нейронных динамических сетей
3.4. Контроль и прогнозирование аварийных ситуаций и
неблагоприятных режимов работы
3.5. Выводы по главе 3
4. РЕГУЛИРОВАНИЕ И НАСТРОЙКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ПОДСИСТЕМ
4.1. Постановка задачи синтеза автоматических регуляторов
4.2. Настройка Г1 ИДрегулятора по его временным трендам
4.3. Адаптивный алгоритм настройки ПИДрегулятора
4.4. Адаптивный алгоритм настройки регулятора состояния
в системе с эталонной моделью
4.5. Анализ устойчивости процессов управления и адаптации
4.6 Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В настоящее время отсутствует единый международный стандарт для сетей Feldbus. Наиболее популярными являются два протокола обмена: европейский - Profbus, разработанный фирмой Siemens, и американский Foundation Fcldbus. В качестве протокола для сетей на основе простого последовательного порта общепризнан Modbus, разработанный американской фирмой MOD1CON. На уровне 2 находятся программируемые логические контроллеры (PLC) и свободно программируемые контроллеры (SoftPLC). Для программирования которых Международный электротехнический комитет (МЭК) принял стандарт IEC -3 включающий пять языков графического и текстового лрограмм-мирования. К графическим языкам относятся: язык релейных диаграмм (Ladder Diagram - LD), функциональных блоковых диаграмм (Function Block Diagram -FBD), последовательных функциональных схем (Sequential Function Chart SPC). К текстовым языкам - список инструкций (Instruction List - IL), структурированный текст (Structured Text -ST). Связь между контроллерами и станциями управления верхнего уровня осуществляется по промышленному варианту сети (Industrial Ethernet). На уровне 3 располагаются станции в виде IBM PC совместимых промышленных компьютеров, образующих систему сбора данных и оперативного диспетчерского управления (SCADA-система), которая обеспечивает диспетчеризацию технологического процесса и реализуют принцип безщитовой автоматики. Диспетчерское управление и сбор данных 8САЭА является основным и в настоящее время остается наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях. На принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в промышленности, энергетике, космической и военной областях, на транспорте, в различных государственных структурах [0]. Примерно за последние - лет резко возрос интерес к проблемам построения высокоэффективных и высоконадежных систем диспетчерского управления и сбора данных. С одной стороны, это связано со значительным прогрессом в области вычислительной техники, программного обеспечения и телекоммуникаций, что увеличивает возможности и расширяет сферу применения автоматизированных систем. С другой стороны, развитие информационных технологий, повышение степени автоматизации и перераспределение функций между человеком и аппаратурой обострило проблему взаимодействия человека-оператора с системой управления. Расследование и анализ большинства производственных аварий, показало, что доля «человеческого фактора» в возникновении аварийных ситуаций неуклонно возрастает. Если в -х гг. Основной причиной такой тенденции является традиционный подход к построению сложных автоматизированных систем управления, заключающийся в применении новейших технических (технологических) достижений и стремлении повысить степень автоматизации и функциональные возможности системы при недооценке необходимости построения эффективного человеко-машинного интерфейса (HMI - Human-Machine Interface). Изучение материалов по проблемам построения эффективных и надежных систем диспетчерского управления показывает необходимость переноса внимания при создании таких систем на человека-оператора (диспетчера) и его задачи, вместо традиционного технократического подхода, при котором основное внимание уделялось выбору и разработке технических средств (оборудования и программного обеспечения). Система SCADA обеспечивает процесс сбора информации реального времени с удаленных точек (объектов) для обработки, анализа и возможного управления удаленными объектами. Требование обработки реального времени обусловлено необходимостью доставки (выдачи) всех необходимых событий (сообщений) и данных на центральный интерфейс оператора (диспетчера). В настоящее время в развитых зарубежных странах наблюдается настоящий подъем по внедрению новых и модернизации существующих автоматизированных систем управления в различных отраслях экономики; в подавляющем большинстве случаев эти системы строятся по принципу диспетчерского управления и сбора данных [].