Автореферат (1172940), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Показано, что наиболееперспективным направлением развития автоматизированного комплекса контроля и испытаний АСУ ППЗ является создание систем моделированияпотенциально опасных технологических процессов.8Представлен АККИ АСУ ППЗ, интегрированный в АСНИ НПЗ, позволяющий в конечном итоге повысить уровень пожаровзрывобезопасности технологического оборудования и снизить аварийность предприятия. Показана рольАККИ в модернизации объектов нефтепереработки на примере АО «РНПК».Во второй главе «Формализованное описание структурных и технических решений автоматизированного комплекса контроля и испытаний автоматизированной системы управления противопожарной защитой объектов нефтепереработки» анализируется проблема построения по формализованному описанию АККИ АСУ ППЗ на примере технологического процессапервичной переработки нефти, которая включает в себя следующие структуры:организационную, функциональную, информационную, алгоритмическую, программную и техническую.Используется системный подход в рамках общесистемных решений по составлению функционального описания АККИ, где определены главная цель создания системы, ее подсистемы, группы основных и вспомогательных функций,направленных на достижение поставленной цели.
Разработана функциональнаяструктура АККИ и задачи, необходимые для реализации функций соответствующих подсистем (рисунок 2). Основными функциями являются повышение какнадежности и информативности систем защиты, так и эффективности процессаконтроля и испытаний, а также предотвращение возникновения аварийных ситуаций в технологическом процессе нефтепереработки.Определены основные классы формализуемых процедур для автоматизированного выполнения их техническими средствами системы ППЗ и осуществлено распределение по подсистемам: подсистема контроля и испытанийпараметров АПС и ПАЗ; подсистема контроля и испытаний параметров АУПТ;подсистема моделирования аварийных ситуаций. При объединении вышеуказанных подсистем образуется АККИ. Структуры важнейших подсистем приавтоматизации процесса контроля и испытаний АСУ ППЗ представленана рисунке 3.Целесообразной является структура АККИ АСУ ППЗ, содержащая триуровня: объектный, инструментальный и сервисный (базовый).Установлено, что для АККИ АСУ ППЗ основным является объектный уровень, так как именно на этом уровне присутствует испытатель, роль которогоявляется главной.
Именно на объектном уровне в первую очередь регистрируется новая информация об изучаемом элементе АСУ ППЗ на объекте.Представлено научно-методическое обеспечение (НМО) АККИ, в котороевходят методы, способы, методики, алгоритмы проведения контроляи испытаний, проведения эксперимента, обработки и представления экспериментальных данных, которые характерны для достаточно узкой предметной области исследований и испытаний комплекса технических средств АСУ ППЗНПЗ, и специальное НМО общего применения, которое одинаково успешноможет использоваться для тренировок персонала, подготовки документации организационного обеспечения и в различных предметных областях.Показано, что особенностью разработанного АККИ в составе АСНИ является его широкие функциональные возможности для проведения входного контроля, сертификационных и контрольных испытаний АСУ ППЗ, научных исследований, выполнения диссертационных работ (имитация работы системуправления и обеспечения безопасности технологического процесса, автоматизация экспериментов, математическое моделирование, алгоритмизация, программирование и др.), а также широкие возможности использования технического и программного обеспечения комплекса для дистанционной подготовкии тренировки персонала с использованием сервера удаленного доступа.9Реализация программ по повышениюуровня пожаровзрывобезопасностиобъектов НПЗ10Математическое моделированиепотенциально опасных технологических процессовПредотвращениевозникновенияПредотвращение возникновенияаварийныхситуацийв вТПТПаварийных ситуацийнефтепереработкинефтепереработкиСокращение вспомогательногоперсонала изыскательских группСокращение сроков испытанийРазработка инструкций организационного обеспечения АСНИи АCУТП по действиям персонала в конкретной аварийнойситуацииРисунок 2 – Функциональная структура АККИ АСУ ППЗАвтоматизация процесса контроля и испытаний в области обеспечения промышленной и пожарнойбезопасности объектов нефтепереработкиПовышение профессионального уровня подготовки оперативного и эксплуатационноремонтного персонала системзащитыРазработка и внесение изменений в документы организационного обеспечения АCНИи АCУТП (Техническийрегламент, план локализацииаварий, РД, ОТТ)Повышение точности моделейи получение качественноновой информацииПовышение эффективностипроцесса контроля и испытанийАвтоматизация эксВычислительныеПовышение эффективно- периментальных ис- эксперименты и прости использования обору- следований и испытагнозированиедования для контроляаварийных ситуацийний КТC АСУ ППЗи испытанийв АCУТП нефтепереработки.
Созданиебанка данныхРеализация контроля состояния иуправление научными исследованиями КТС АСУ ППЗ на средствахмикропроцессорной и вычислительной техникиПовышение надежностинадежностиПовышениеинформативности системи иинформативностисистемзащитызащитыФункции и задачи АККИ АСУ ППЗМероприятия по повышению уровняавтоматизации научных исследований КТСАСУ ППЗАККИ АСУ ППЗ НПЗПодсистема контроляи испытаний параметровАПС и ПАЗПодсистема контроляи испытанийпараметров АУПТПодсистема моделирования аварийнойситуацииОгневые испытанияИспытание на срабатывание тепловогозамка спринклерныхоросителейВычислительныеэксперименты порасчету ПДЗ для вероятных сценариев аварийИсследованиетемпературысрабатыванияоросителейСоздание банкаданных для анализаи прогнозированияаварийных стацийИсследование условноговремени срабатыванияоросителей…..Тренинг персонала ТУНПЗ и аварийных службИсследованиестабильностидымовых ПИИсследованиезависимостизначений чувствительностиот направлениявоздушного потокаДПИИсследованиеустойчивости ДПИ квоздушным потокамИсследованиенадежностипожарных ПИИсследование вероятности безотказнойработыРазработка и актуализация инструкций, руководящих документов, технических требованийВнесение измененийв техническийрегламент ТУРисунок 3 – Структура важнейших подсистем при автоматизациипроцесса контроля и испытаний АСУ ППЗ НПЗ…В третьей главе «Моделирование аварийных ситуаций в потенциальноопасных технологических процессах объектов нефтепереработки» разработана сетевая модель исследования и анализа аварийных (т.
е. пожароопасныхситуаций) ректификационной колонны как наиболее опасного технологического блока. Данная сетевая модель основана на применении тензорных методовмоделирования и расчета сложных технических систем, основывающихсяна использовании метода двойственных сетей.Подобный метод двойственных сетей представляет собой абстрактноеописание законов прохождения потока в сетях, сложных системах при изменении их структуры.
Отличие от других геометрических методов заключаетсяв изменении вектора и квадрата его длины при изменении структуры одной сети.11Кроме того, матрицы преобразования координат-путей прямоугольныи не образуют группу, если при изменении структуры меняется число узловв графе сети. Для связки двух двойственных сетей вектор потока (т.е.
его энергия) и квадрат его длины постоянны. Матрицы преобразования путей связываетинвариант, который обеспечивает свойства, аналогичные свойствам группыпреобразования координат в обычной геометрии. Данный инвариант связываетматрицы преобразования путей, описывающих структуру, в двух двойственныхсетях (матрица преобразования путей в данной сети обозначена как C, а в двойственной сети – A). Он выражается соотношением, представленным ниже:C(CtC)–1 Ct + A(AtA)–1 At = I,(1)где I – единичная матрица.Такая закономерность отличается от известной ортогональности матрицпреобразования: Ct = (A)–1 (их подматрицы представляют собой цикломатическую матрицу и матрицу разрезов из теории графов).
Инвариант имеет видформулы (1) для единичных весов ветвей (метрических коэффициентов). Есливеса не единичные, то и метрическая матрица неединичная и соотношение (1)включает метрическую матрицу, принимая более общий вид. Таким образом,эта закономерность связывает метрику и структуру в пространстве сети. Суммаметрических тензоров в пространстве двойственных сетей – величина постоянная, равная метрическому тензору сети из несвязанных, свободных ветвей.Материальные характеристики ветвей представляются как веса. Если ветвям сети приписаны веса (собственные и взаимные), выражаемые матрицейZ(Z = Y-1), то указанное инвариантное соотношение для замкнутых путей примет следующий вид:(Z)–1 = Y = mCt( mCZ mC)–1 mC + Y jAt (jA Y jAt)–1 jAY.(2)Если на сеть наложен вектор (т.е.
осуществляется воздействие), то егокомпоненты принимают значения в базисе замкнутых (внутреннее воздействие)или разомкнутых (внешнее воздействие) путей. В данном случае инвариант –это постоянство длины вектора: часть вектора в одной сети, часть в двойственной, но их сумма является величиной постоянной и не зависящей от изменениясоединений. Для вектора md, заданного в замкнутых путях, формула преобразования контравариантных компонент при изменении структуры примет вид:md 0α = md cα + md cα = md α mCα´α + m d α j Aα´α Y αβ ==(m)Cα´α t md α +(j)Aα´α tY αβ m d β, (3)m αm αгде d c и d c – компоненты вектора в двойственных сетях.Поскольку в связанных ветвях компоненты вектора md распадаютсяна совокупность компонент вектора в двойственных сетях и только в суммедают компоненты полного вектора, поэтому нельзя получить компоненты данного вектора для связанной сети по их значениям в свободных ветвях.Для разомкнутых путей данные инвариантные соотношения при двойственнойзамене всех величин имеют такой же вид, а преобразования – такой же смысл.Данные модели обеспечивают представление структуры связей элементови процессов в системе (массовые потоки продуктов с кинетической, потенциальной и тепловой энергией).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
