Диссертация (1172941), страница 29
Текст из файла (страница 29)
матрица mС (рисунок 13) =:124561100002010013001014001015678001000–11000–110001100Рисунок 13 – Матрица mС900100100000011000–101200001mmmmmПроводя вычисления, получим матрицу решения Yc (рисунок 14) =1234567891011121812433–6–124521150–6–12224601818612–24426061233183939612–3–2127061243183939612–3–2127061256789–6 –12452115612 –24426612-3 –2127612–3 –2127721860 –121836120 –2461281-21 –1500 –2163 –21–12 –24 –15 –215100000–541860 –121836120 –24Рисунок 14 – Матрица решения Yc1000000000000011–6666–541860–120721812–121212121836 1/126120–2401836Для наглядности значения элементов представлены целыми числами; длярасчетов их надо поделить на определитель, который здесь равен 126.
Он показансправа от матрицы. Строка и столбец 10 здесь состоят из нулей, показывая, что197эта ветвь оказались вне контуров данной сети и потоки в них протекать не могут,т.е. ЦО-1 не работает, что снижает возможности выделения соответствующейфракции.Воздействием остается тот же вектор, что и при расчете изменениявоздействий.
Тогда ПДЗ прежние, а отклики в аварийной сети получимумножением новой матрицы решения на старый вектор воздействий. Далеесравниваем аварийные отклики с ПДЗ. Результаты представлены в таблице 4.Левая часть таблицы дает штатному режиму работы, верхние и нижние значенияПДЗ прежние. Правый столбец представляет датчики, которые срабатываюти подают сигнал тревоги при выходе значений давлений за пределы, т.е. нижеи выше допустимых значенийТаблица 4 – Реакция датчиков стенда при разрыве контура 3` сетевой моделиКонтурная сеть, штатный режим работыНомераветвей123456789101112Воздействие, ВшОткликОш3000000150807060–50–3020225,0780,4232,9615,9220,1410,28154,9364,515,63–17,04-9,8610,28ПДЗниз-10 %Ош202,5672,3829,6614,3218,139,25139,4458,065,0715,348,879,25ПДЗ+верх+ 10 %Ош247,5888,4636,2517,5122,1511,31170,4270,966,2018,7510,8511,31Аварийная сеть, разрушен контур 3`отклонения от ПДЗОткликАбсоОткликприлютноеПДЗ+ Оа аварии значениеОаПДЗОаОа225,4882,8621,1921,1920,9511,90154,5261,679,290,00–9,0511,90225,4882,8621,1921,1920,9511,90154,5261,679,290,009,0511,9022,9110,48–8,476,872,832,6515,093,614,22–15,340,172,6522,105,6115,06–3,681,20–0,5915,909,29–3,0918,751,80–0,59Сигналдатчика––Д3Д4+–Д6+––Д9+Д10–Д12+На представленной ниже диаграмме наглядно показаны отклонения потоковмассы от границ ПДЗ, которые возникают при разрыве контура 3` (это первыйконтур циркулярного орошения ЦО-1) при остающихся неизменными значенияхвоздействий; в данном случае это давления насосов.
Диаграмма (рисунок 15)наглядно показывает, где и какое возникло отклонение от ПДЗ в начальный периодаварии, которое приводит к срабатыванию датчиков тревоги на опасной установке.В данном случае установка представлена сетевой моделью технологического блокаЭЛОУ-АВТ-6 на автоматизированном стенде контроля и испытаний элементов АСУ198ППЗ АО «РНПК». На рисунке 15 показано, что в 2 ветвях – 3 и 10 – откликиоказались ниже нижнего ПДЗ, в 4 ветвях – 4, 6, 9 и 12 – отклики превысили верхнееПДЗ. Расположенные в этих ветвях датчики давления подают сигналы тревоги.Накопление излишков потоков массы, а также пропорционально растущеедавление в ветвях 4, 6, 9 и 12, может привести к развитию аварии, новымразрушениям.25,0020,00Давление, атм15,0010,005,000,001-5,0023456789101112-10,00-15,00-20,00Номер ветвиРисунок 15 – Отклонения от ПДЗ новых потоков массы на участках установкипри разрыве контура 3`от нижней границы ПДЗ;от верхней границы ПДЗПример 4.
Матрица преобразования (рисунок 16) сетевой модели установки(рисунок 17) имеет вид С =:С=12345678910111211000000000002010001000000345678900001000000–1101000000010000000100001111000000010000000100000001000000000000000000000Рисунок 16 – Матрица преобразования1000–1000000100110000–1000001012000001000001mmmm-jmmjjjjjj199В этой матрице жирным шрифтом выделен путь 4`, который определялраньше контур, а теперь определяет разомкнутый путь, что показано в правомстолбце.На рисунке 17 представлена сетевая модель установки, на которой заданследующий вариант возникновения аварийной ситуации: разорван контур 4`за счет отделения ветви 9 от узла D, таким образом разрушен канал вывода однойиз фракций (бензин). Показаны результаты расчета потоков, которые протекаютв сети сразу после аварии, приводящей к отрыву этого участка от основногоствола.ЦО 179,571е10 = -50А3`71`115`12,6143е8 = 70е7 = 80223,48С31,304`е11 = -30ЦО 2-8,70В2Циркуляционные орошения-18,70е12 = 205DE21,30е9 = 601266,967`919`е1 = 300Н12,618156,5212`0,0012,61НКК6е6 = 150K6`Рисунок 17 – Сетевая модель установки ректификации на стенде при разрушенияхконструкции.
Расчет сети, в которой разорван контур 4` (вывод НКК). Представленызначения источников и потоки в сети в условиях аварийной ситуацииДля расчета матрицы решения применяются другие пять строк, чемв предыдущих случаях, соответствующие базисным контурам: 1, 2, 3, 5, 6,т.е. матрица mС (рисунок 18) =:123561100002010013001014000015678001000–11000010001100Рисунок 18 – Матрица mС9000001000–10011000–101200001mmmmm200Проводя вычисления методом расчета контурной сети с помощьюрассмотренных выше формул, получим матрицу решения Yc (рисунок 19) =15616-2–4–2–436200–2–2–412345678910111221644612612–1632066123–2651105102–40–4151045678910–4–2–436200–212612 –163206105102–40 –412010204–80101051102–4052010204–801042456 –2002-8–4–8 –20400–40000000105102–405110 –41102–4052010204–8010Рисунок 19 – Матрица решения Yc11–26510–41102–405511012–412102010204–801010201/92Для наглядности значения элементов представлены целыми числами;для расчетов их надо поделить на определитель, который здесь равен 92.Он показан справа от матрицы.
Строка и столбец 9 здесь состоят из нулей,показывая, что эта ветвь оказались вне контуров данной сети и потоки в нихпротекать не могут, т.е. канал вывода данной фракции не работает, что снижаетвозможности нормального функционирования установки.Воздействием остается тот же вектор, что и в предыдущих примерах. ПДЗостаются прежние, а отклики в аварийной сети получим умножением новойматрицы решения на старый вектор воздействий. Далее сравниваем аварийныеотклики с ПДЗ.
Результаты представлены в таблице 5. Левая часть таблицы даетштатному режиму работы, верхние и нижние значения ПДЗ прежние. Правыйстолбец представляет датчики, которые срабатывают и подают сигнал тревогипри выходе значений давлений за пределы, т.е. ниже и выше допустимыхзначений.Здесь в трех ветвях: 4, 9, и 11, отклики оказались ниже нижнего ПДЗ,а в двух ветвях – 6 и 12 – отклики превысили верхнее ПДЗ. Расположенные в этихветвях датчики давления подают сигналы тревоги.
Накопление потоков массы,пропорционально растущее давление в ветвях 6 и 12 может привести к новымразрушениям.201На диаграмме наглядно представлены отклонения потоков массы от границПДЗ (рисунок 20), возникающие при разрыве контура 4` (это канал выводафракции бензина) при прежних значениях давлений насосов. Диаграммапоказывает, где и какое возникло отклонение от ПДЗ в начальный период аварии,которое приводит к срабатыванию датчиков тревоги на потенциально опаснойустановке, которая представлена сетевой моделью на учебно-исследовательскомстенде.Таблица 5 – Реакция датчиков стенда при разрыве контура 4` сетевой моделиКонтурная сеть, штатный режим работыНомераветвейВоздействие, ВшОткликОш3000000150807060–50–3020225,0780,4232,9615,9220,1410,28154,9364,515,63–17,04–9,8610,28123456789101112ПДЗниз-10 %Ош202,5672,3829,6614,3218,139,25139,4458,065,0715,348,879,25ПДЗ+верх+ 10 %Ош247,5888,4636,2517,5122,1511,31170,4270,966,2018,7510,8511,31Аварийная сеть, разрушен контур 3отклонения от ПДЗОткликАбсоОткликприлютноеПДЗ+ Оа аварии значениеОаПДЗОаОа223,4879,5731,3012,6121,3012,61156,5266,960,00–18,70–8,7012,61223,4879,5731,3012,6121,3012,61156,5266,960,0018,708,7012,6120,917,181,64–1,723,183,3617,098,90–5,073,36–0,183,3624,108,904,954,900,85–1,3013,904,006,200,052,15–1,30Сигналдатчика–––Д4–Д6+––Д9–Д11Д12+30,0025,00Давление, атм20,0015,0010,005,000,00-5,0012345678-10,009101112Номер ветвиРисунок 20 – Отклонения от ПДЗ новых значений потоков массы на участках установкипри разрыве контура 4`:от нижней границы ПДЗ;от верхней границы ПДЗ202Здесь в 2 ветвях, 4 и 9, отклики оказались ниже нижнего ПДЗ, а в 2 ветвях,6 и 12, отклики превысили верхнее ПДЗ.
Расположенные в этих ветвях датчикидавления подают сигналы тревоги.Пример 5. На рисунке 21 представлена сетевая модель установки с такойаварийной ситуацией, что разорван контур 1`, за счет отделения ветви 1 от узла K,т.е. разрушен канал ввода, поступления входного потока нефти. Показанырезультаты расчета откликов, потоков, которые начинают протекать в сети сразупосле разрушений в данном контуре.ЦО 113,071е10 = -50А-21,973`0,0115`6,0643е8 = 7071`С28,03е7 = 80е11 = -306,57В2Циркуляционные орошенияЦО 24`5D36,57е9 = 607,01199`е1 = 300KE12`12Н43,14830,07е12 = 20-37,0843,14НККе6 = 15066`Рисунок 21 – Сетевая модель установки ректификации на стенде при разрушенияхконструкции.
Расчет сети, в которой разорван контур 1`, входной поток нефти.Представлены значения источников и потоки в сети в условиях аварийной ситуацииМатрица преобразования для данной структуры сетевой модели имеет вид(рисунок 22) С =:С=1`2`3`4`5`6`7`8`9`10`11`12`110000000000020100010000003001101000000456789000000000–1100000001000–11010000111000000100000010000001000000000000000000Рисунок 22 – Матрица преобразования1000–1000000100110000–1000001012000001000001jmmmmmjjjjjj203Жирным шрифтом выделен путь 1`, который теперь определяетразомкнутый путь.Для расчета матрицы решения применяются другие пять строк, чемв предыдущих случаях, соответствующие базисным контурам: 1, 2, 3, 5, 6,т.е. матрица mС (рисунок 23) =:10000023456210001301101400101567800–110000000–110001100Рисунок 23 – Матрица mС900100100–100011000–101200001mmmmmПроводя вычисления методом расчета контурной сети, получим матрицурешения Yc (рисунок 24) =123456789101112100000000000020591122918–41374119183011812548–3–1417–564845678900000022918–413742548–3–141750816–6–283487819101–11161938202–22–6102061–35 –26–2812–3565–3034–11 –22 –26 –30562548–3–14178–5919101–11161938202–22Рисунок 24 – Матрица решения Yc10011–562548–3–14178148110948–5919101–1147819120188161938202–22819381/137Для наглядности значения элементов представлены целыми числами;для расчетов их надо делить на определитель, равный 137; он показан справаот матрицы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
