WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

,,,

(4)

5) функциональная ситуационность заключается в зависимости цели функционирования, критериев и способов управления ГТС от конкретной ситуации на объекте, то есть

6) многокритериальность функционирования обусловлена наличием разнообразных целей функционирования и необходимостью использования различных качественных критериев для оценки рациональности принимаемых управляющих решений, наличием противоречивых критериев при выборе управлений в некоторых ситуациях:

;

(5)

(6)

т.е. выбор критерия управления существенно зависит от интуиции и личностного характера диспетчера.

7) статическая неинтерпретируемость проявляется в том, что одинаковым контролируемым изменением параметров могут соответствовать различные ситуации и значения неконтролируемых переменных, т.е. описание полной ситуации по контролируемой может оказаться неверным:

(7)

Важным для оценки режимов течения газа являются также скорость изменения параметров во времени. Это приводит к тому, что распознать ситуацию часто можно только на большом интервале наблюдения, используя также дополнительные измерения переменных;

8) нестационарность системы обусловлена изменением параметров ГТС и переменных состояний во времени:

,

(8)

изменением потребления и поставок газа, погодных условий, случайными возмущениями, управляющими воздействиями и другими причинами.

Отмеченные особенности и другие особенности, приведенные в диссертации, необходимо учитывать при создании систем оперативного управления объектами газотранспортной системы. Для использования различных видов знаний об объекте, как декларативных, так и процедуральных, необходимо разрабатывать АСУ с использованием методов искусственного интеллекта. Это обеспечит простоту адаптации процедуры выбора управляющих решений изменяющейся структуры объекта к конкретным условиям его функционирования, устойчивость к неполноте и неопределенности информации, расширяемость за счет новых знаний, выявленных в ходе эксплуатации системы. Необходимо иметь возможность изменения алгоритмов управления в зависимости от ситуации на объекте и объяснять принимаемые решения.

Вышеотмеченные особенности технологических процессов добычи и транспорта газа накладывают серьезные ограничения на системы управления этим процессом, придавая каждой АСУТП как общие для конкретного процесса, так и специфические, присущие только ей, черты.

Проведен анализ системы управления Единой системой газоснабжения, которая построена по иерархической схеме: Центральный производственно-диспетчерский департамент (ЦПДД) ОАО «Газпром» - Центральные диспетчерские службы (ЦДС) предприятий - диспетчерские пункты линейных производственных управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ), компрессорных станций (КС), установок комплексной подготовки газа (УКПГ), подземных хранилищ газа (ПХГ) - посты управления технологическим оборудованием компрессорного цеха (КЦ) компрессорной станции.

1 уровень управления Единой системой газоснабжения - ЦПДД ОАО «Газпром», г. Москва. Основные функции оперативно-диспетчерского управления ЦПДД, поддерживаемые АСДУ ЕСГ.

2 уровень управления транспортом газа - ЦДС предприятия с основными функциями контроля состояния технологического оборудования КЦ, КС, линейной части магистральных газопроводов, ГРС, ПХГ в реальном времени.

3 уровень управления транспортом и добычей газа - диспетчерский пункт ЛПУМГ, УКПГ с основными функциями оптимизации и контроля режима работы КС, УКПГ.

4 уровень управления - пост управления компрессорного цеха с основными функциями автоматической стабилизации режима работы КЦ, включая распределение нагрузки между работающими газоперекачивающими агрегатами (ГПА).

При автоматизации, с использованием информационных технологий в диспетчерских службах потребовались компьютерные расчетные комплексы моделирования технологического процесса для решения диспетчерских задач. Все компьютерные расчетные комплексы при решении режимно-технологических задач используют представление технологической системы транспорта газа в терминах расчетных объектов и схем. От того, как выполнена эта работа в том или ином комплексе, во многом зависит выбор соответствующих алгоритмов и вычислительных процедур для решения соответствующих режимно-технологических задач.

Основой любого комплекса моделирования и оптимизации режимов газотранспортных систем является блок графического, информационного, алгоритмического представления «Расчетных схем газотранспортных систем». Расчетные схемы составляются из «Расчетных объектов», которые являются информационным аналогом реальных технологических объектов. Любая технологическая газотранспортная система может быть представлена графом, дугами которого являются технологические объекты: трубопроводы, краны, перемычки, компрессорные цеха, отводы к газораспределительным станциям (ГРС) и так далее. Вершинами графа являются либо узлы соединения нескольких технологических объектов, либо узлы слияния/разделения потоков газа. Расчетные объекты отражают основной состав и типы оборудования реальной «Технологической схемы», граф схемы – их технологические связи. Если «Расчетную схему» дополнить объектами «Внешняя среда» и «Газовый поток», а состав параметров «Расчетных объектов» (помимо паспортных) дополнить режимно – технологическими параметрами, в частности – состоянием объектов (включен/выключен), то получится «Моделируемая схема». То есть схема, на которой можно выполнять расчеты по моделированию газовых потоков и режимов работы объектов перекачки газа.

Более того, для соблюдения однозначного соответствия «Технологической» и «Расчетной» схем, классификация «Расчетных объектов» должна быть такой же, как и «Технологических объектов».

В то же время, классификация «Технологических схем» на категории: лучевой, магистральный газопровод; система магистральных газопроводов; система с межсистемными перемычками; газотранспортная система; трубопроводная система и так далее не является жесткой и однозначно определенной, поскольку не диктуется технологическим процессом.

«Моделируемые схемы» (рис.2.) требуют более четкой классификации, поскольку применяемые методы и алгоритмы моделирования и в особенности оптимизации газовых потоков существенно отличаются для разных категорий «Расчетных технологических систем».

Этапы формирования моделируемых схем

Рис.

2.

В дальнейшем будут использоваться оба термина «Расчетная схема» и «Моделируемая схема» в соответствии с их содержанием. Поскольку «Расчетная схема» является упрощенным отражением «Технологической схемы», то все требования к обозначениям объектов, правилам их графического изображения на «Технологической схеме» должны быть перенесены на «Расчетную схему».

Во второй главе диссертации разработана имитационная модель функционирования вычислительного комплекса автоматизированной системы управления компрессорной станцией.

В данной ситуации модель объекта или процесса в системе моделирования представляет собой динамическую продукционную систему. Ее база данных (БД) содержит описания ресурсов моделируемого объекта или процесса, а база знаний (БЗ) описания действий, выполняемых ресурсами и над ними. Адаптация к конкретному объекту заключается в описании ресурсов и действий на формальном языке и введении их в БД и БЗ. В системе моделирования существует однозначное отображение моделируемого объекта или процесса в его информационное представление (рис.3.).

Основным составляющим объекта моделирования, каковыми являются его элементы, процесс, законы функционирования, соответствуют информационные объекты: ресурсы, действия и нерегулярные события, операции. При этом используются некоторые черты объектно-ориентированного подхода. Из указанных элементов, множества ресурсов R и операций О образуют модель. Процесс в объекте моделирования представляет собой временную последовательность действий А и нерегулярных событий Е. Система управления объекта моделирования соответствует модулю вывода динамической продукционной системы.

Представление объекта моделирования

Рис.

3.

Модель получается добавлением к динамической продукционной системе аппарата событий, аналогичного подобным аппаратам в системах и языках имитационного моделирования. Моменты окончания действий определяются блоками имитации элементов объекта моделирования, а моменты наступления нерегулярных событий блоком имитации этих событий. Система моделирования включает в себя также подсистему сбора показателей, служащую для сбора результатов моделирования и их первичной обработки.

Процесс функционирования сложной динамической системы (СДС) можно представить как временную последовательность действий и нерегулярных событий:

где - множество действий; - множество нерегулярных событий; - отношение предшествования во времени.

Для регулярного события можно указать алгоритм преобразования, который определяется закономерностями функционирования СДС. Поэтому действие можно представить следующим образом:

(10)

где - алгоритмы преобразования параметров, описывающих состояние ресурсов при событиях и ; - состояние ресурсов, релевантных действию, до событий начала и конца действия.

Действие может начаться, если значения параметров его релевантных ресурсов отвечает некоторому условию. Например, действие обслуживания клиента может начаться, если имеется клиент и обслуживающий аппарат (ОА) свободен. В противном случае действие начаться не может. Условие начала действия можно представить как некоторое логическое выражение, принимающее значения ИСТИНА или ЛОЖЬ (TRUE, FALS), в зависимости от текущего состояния релевантных действию ресурсов.

Действие привязано к временной оси: начинается в момент и кончается в. Если в описании действия исключить привязку к временной оси, оставив лишь длительность его выполнения, то получим виртуальное действие (возможное). Виртуальное действие может начаться (но не обязательно начнется), если для множества релевантных ему ресурсов выполняется условие. Таким образом, виртуальное действие можно представить как:

.

(11)

Виртуальное действие отражает (алгоритмы и условие ) логику взаимовлияния ресурсов СДС в процессе функционирования. Всякий раз, когда состояние СДС удовлетворяет условию начала виртуального действия, может произойти действие, соответствующее данному виртуальному и имеющее определенные времена. То есть виртуальное действие описывает, что может произойти в СДС и при каких условиях, а действие - что произошло/происходит/произойдет и в какое время.

Множество виртуальных действий, относящихся к определенной системе, может быть разбито на небольшое число подмножеств действий, имеющих одинаковую природу. Виртуальные действия, принадлежащие такому подмножеству, имеют одинаковую логику взаимодействия ресурсов, и различаются лишь конкретными ресурсами в них участвующими. Подмножество описывается следующим образом:

,

(12)

где - множество всех возможных множеств релевантных ресурсов, с использованием которых можно выполнить виртуальное действие, а - длительность выполнения виртуального действия, зависящая от состояния используемых виртуальных ресурсов СДС.

Таким образом, принадлежность виртуальных действий к определенному типу означает, что для них, и одинаковы, т.е. действия одного типа одинаковым образом меняют состояние релевантных ресурсов, требуют одинаковых условий начала по всем ресурсам, и отличаются лишь множествами, используемых ресурсов и временем выполнения.

Для формального описания логики виртуальных действий, принадлежащих подмножеству, введем понятие операции. Операция o есть формальное описание множества однотипных виртуальных действий:

,

(13)

где - описание множества ; - множество формальных ресурсов операции.

Операцию o в некотором смысле можно уподобить подпрограмме, в которой, и - условие выполнения и алгоритмы, описанные в формальных параметрах.

При задании фактических параметров получаем из операции виртуальное действие. Для этого на место каждого формального ресурса операции о необходимо подставить любой ресурс из некоторого непустого множества однотипных ресурсов.

Операция, следовательно, отражает логику взаимодействия ресурсов системы в процессе функционирования. Всякий раз, когда состояние системы соответствует, может происходить действие а, описываемое операцией o, с различными и. Операция описывает, как происходит действие или виртуальное действие и с какими множествами релевантных ресурсов, т.е. что может произойти в СДС при определенных условиях, а действие - что произошло, происходит, произойдет и в какое время.

Pages:     ||
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.