Диссертация (1172941), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Принципиальное улучшение испытаний достигнуто в результатеодновременного измерения локальных характеристик потоков (полей скоростей,давлений, концентраций специально вводимых веществ).Для решения задач на уровне отдельных видов оборудования в целяхобеспечения пожарной безопасности необходимо создавать направления процессаконтроля и испытаний, в которых элементы системы представлены в видематематических моделей элементов того или иного аппарата и связей между ними(слой катализатора, реактор, теплообменник, распределительное устройство и др.)на основе тензорного метода расчета двойственных сетей [69]. Такими важнымизадачами являются:– изучение и прогнозирование поведения катализаторов в промышленныхусловиях;– математическоемоделированиеирасчетпоказателейповеденияпроцессов в системе при нарушении структуры установки (моделированиеи прогнозирование аварийных ситуаций (глава 3)).В таких АККИ общий объем экспериментов значительно сокращаетсяза счет поиска оптимальных решений на моделях гипотетических аппаратов,а стоимость опытных установок в результате уменьшения масштабов изучаемыхфрагментов аппаратуры уменьшается, при этом используются данные из АККИаэро- и гидродинамики и АККИ кинетики химических реакций и т.

п.На уровне испытаний химико-технологических схем элементами изучаемойсистемы служат аппараты (реакторы, абсорберы и др.), связанные потокамивещества и энергии в единый комплекс. Главная задача – обнаружениеколлективных эффектов, возникающих в химико-технологической системе51и не проявляющихся при раздельном анализе ее элементов. К таким эффектамв циркуляционных контурах микропримесей, отравляющих катализатор иливызывающихполимеризациюполупродуктовсосаждениемвеществна конструктивных элементах аппаратов и др., можно отнести направлениеинакопление.Повышениечувствительностииприменениенаиболееуниверсальных аналитических приборов (например хромато-масс-спектрометров)позволяет обнаруживать в АККИ коллективные эффекты в испытательныхстендах лабораториймасштабов и существенно сокращать затраты средстви времени на строительство экспериментальных установок. Одновременноприменение в АККИ на уровне химико-технологических схем математическихмоделей аппаратов, полученных в АККИ других уровней, дает возможностьсокращать время на опыты за счет изучения и выбора на моделях оптимальныхрежимов и экспериментов до начала опытных работ, и оперативной коррекциипроцесса контроля и испытаний.Дальнейшее развитие АККИ в нефтехимической технологии и в вопросахобеспечения пожарной безопасности связано с организацией отдельных системвединуюиерархическуюотраслевуюсистему,котораяпозволилабыспециалистам различного профиля оперативно обмениваться информацией длямаксимальногосокращениязатратсредствивременинареализациюв промышленности результатов процесса контроля и испытаний.Блок-схема структуры важнейших подсистем и решаемых ими задачпри автоматизации процесса контроля и испытаний АСУ ППЗ НПЗ представленана рисунке 2.4.52Aвтомaтизировaнный комплекс контроля и испытaний AСУ ППЗНПЗПодсистемaисследовaнийпaрaметров AПСи ПAЗПодсистемaисследовaнияпaрaметров AУПТПодсистемaмоделировaнияaвaрийной ситуaцииОгневые испытaнияПИИспытaниенa срaбaтывaниетеплового зaмкaспринклерныхоросителейВычислительныеэксперименты по рaсчетуПДЗ для вероятныхсценaриев aвaрийИсследовaниетемперaтурысрaбaтывaнияоросителейСоздaние бaнкa дaнныхдля aнaлизaи прогнозировaнияaвaрийных стaцийИсследовaниестaбильности дымовыхПИИсследовaниезaвисимости знaченийчувствительностиот нaпрaвлениявоздушного потокaДПИИсследовaниеустойчивости ДПИк воздушным потокaмИсследовaниенaдежности пожaрныхПИИсследовaниеусловного временисрaбaтывaнияоросителейИсследовaниевероятностибезоткaзной рaботыТренинг персонaлa ТУНПЗ и aвaрийных службРaзрaботкaи aктуaлизaцияинструкций,руководящихдокументов, техническихтребовaнийВнесение измененийв технический реглaментТУРисунок 2.4.

– Блок-схема структуры важнейших подсистем при автоматизации процессаконтроля и испытаний АСУ ППЗ НПЗ532.2 Обоснование выбора структуры комплекса технических средствавтоматизированного комплекса контроля и испытанийавтоматизированной системы управления противопожарной защитойнефтеперерабатывающих объектовДля каждого элемента процесса контроля и испытаний требуетсясвоя техническая база в рамках АККИ [43].

Например, разработка теоретическихвопросовчастосопровождаетсяпроведениемгромоздкихрасчетов,моделированием, поиском научной информации с помощью информационнопоисковой службы, что требует значительной мощности и объема памяти ЭВМ.С другой стороны, обращение к этим ресурсам АККИ производится относительноредко и необязательно с высокой оперативностью.

Вместе с тем операции,связанные с проведением автоматизированного эксперимента, осуществляютсяв масштабе реального времени, и нет необходимости в значительныхвычислительных мощностях. Для реализации в рамках АККИ самых разных,в том числе и самых трудоемких, элементов исследований при разумных затратахна создание АККИ современные системы строятся по многоуровневомупринципу.Наиболеецелесообразнаструктура,содержащаятриуровня:объектный, инструментальный и базовый (сервисный).Объектный уровень характеризуется связью с объектом испытаний.Назначениеданногоуровнясостоитворганизациипроцессаконтроляи испытаний, т. е. реализации управления экспериментальной установкой,регистрации данных, их оперативной обработки, накопления и представленияпервичных результатов испытателю, в том числе и оказание ему помощив интерпретации результатов эксперимента и принятии решения о дальнейшемпроведении испытаний.

На объектный уровень также возлагают операции,связанные с проверкой и тестированием экспериментального оборудования,текущей регистрацией и документированием данных.Инструментальный уровень предназначен для проведения достаточносложных видов обработки экспериментальных данных, научных расчетов54и моделирования, если они не требуют слишком больших мощностейвычислительного оборудования. Здесь осуществляется накопление и длительноехранение информации, полученной в результате испытаний, формируются архивыи банки данных по отдельным проблемам испытаний. На инструментальномуровнеосуществляетсясоставленныхотработкапользователем,вразличныхтомчислеалгоритмовипрограмм,ипрограмм,используемыхна объектном уровне.Базовый (сервисный) уровень используется для осуществления наиболеесложныхигромоздкихнаучныхрасчетов,моделирования,обработкии представления информации, формирования крупных банков и баз данных,созданияинформационно-поисковойсистемы.Трехуровневаяорганизациясовременных АККИ позволяет, с одной стороны, предоставить пользователюнеобходимые средства вычислительной техники и автоматизации на всех этапахисследования, а с другой – сократить затраты на создание системы, уменьшитьколичество ЭВМ, периферийного оборудования и т.

д.Необходимо подчеркнуть, что для АККИ наиболее важным являетсяобъектный уровень, так как именно на этом уровне фигурирует исследователь,роль которого является ключевой. Именно на объектном уровне в первую очередьрегистрируется новая информация об изучаемом явлении или объекте. ПоэтомуАККИ, являясь многоуровневыми системами, не относятся к категориииерархических систем. Таким образом, можно считать, что верхние этажи этойорганизации–инструментальныйибазовыйуровни–являютсявспомогательными, оказывающими дополнительные услуги при извлеченииполезной информации, разработке и проверке теоретических положенийна основе экспериментальных данных.В зависимости от области деятельности, в которой проводятся испытания,конфигурация экспериментальной установки будет различной, но во всякомпроцессеконтроляииспытанийможновыделить несколькоосновныхфункциональных частей.Для начала должна быть экспериментальная установка с объектом,воспроизводящая исследуемый процесс или явление.

Это может быть ускоритель55элементарных частиц с мишенью, аэродинамическая труба с моделью самолетаи т. п. Процесс должен воспроизводиться при определенных значенияхопределяющих его параметров. Для задания и удерживания этих параметровобъект снабжается системой управления.Обязательной частью любого автоматизированного комплекса контроляи испытаний является измерительная система (ИС). Измеряемыми величинамив процессе контроля и испытаний являются физические величины (напряжение,ток, температура, давление, линейные и объемные перемещения и др.).Первоначальными источниками информации о значении измеряемых величинслужат датчики (Д). Их основная задача состоит в преобразовании измеряемогопараметра в электрический сигнал. Датчики чаще всего выдают сигналв аналоговой форме. В случае большого числа датчиков может быть использованкоммутатор (КМ).

Для обеспечения работы последующих блоков комплексасигналы с датчиков могут быть усилены в масштабаторе (УМ) и переданына измерительное устройство. Измерительные устройства, используемые в АККИ,имеют, как правило, цифровую индикацию ицифровое представлениерезультатов на выходе. Узел, переводящий информацию из аналоговой формыв цифровую, носит название аналого-цифрового преобразователя (АЦП).Для управления экспериментальной установкой информация из цифровойформы, как правило, преобразуется в аналоговую с помощью цифро-аналоговыхпреобразователей (ЦАП).Следующей частью системы является узел обработки. Он включает в себяпроцессор, запоминающее устройство и систему математического обеспечения.Чаще всего таким устройством является ЭВМ (ПК).На рисунке 2.5 показана предлагаемая необходимая конфигурация АККИ.Вконкретныхреализацияхмогутбытьнезначительныеотклоненияот приведенной схемы.

Например, может быть предусмотрено только цифровоеуправление, тогда становится ненужным цифро-аналоговый преобразователь.В качестве устройства вывода графической и текстовой информации можетиспользоваться один дисплей и т. п.56Рисунок 2.5 – Конфигурация АККИ АСУ ППЗ:ЭО – экспериментальный объект; У1 У2,...,Ут – управляющие сигналы; Х1, Х2,...Хх –измеряемые параметры; ПК – персональный компьютер; ИС – измерительная система;Д – датчики; Км – коммутатор; УМ – усилитель-масштабатор; АЦП – аналого-цифровойпреобразователь; ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь; ПИ – приборный интерфейс;СУЭО – подсистема управления экспериментальным объектом; Мт – монитор текстовый;Мг – монитор графический; Кл – клавиатура; УГВ – устройство графического вывода(графопостроитель); П – печатающее устройство; БЭД – база экспериментальных данных;ПСУЭ – программная система управления экспериментомСовременные ЭВМ, в частности ПК, обладая высокими техническимихарактеристиками, позволяют использовать их в таких приложениях, какизмерительныеприборы,осциллографыит.д.,путемпростогопрограммирования и подключения соответствующих дополнительных устройств.Обмен информацией в графической форме является исключительноэффективным средством для представления объектов со сложной структурой.На экране дисплея возможно формирование целой системы приборных шкал(вольтметры, амперметры, омметры, фотометры и многие другие измерительныеприборы), регистрирующих те или иные параметры экспериментального объекта.572.3 Научно-методическое обеспечение автоматизированного комплексаконтроля и испытаний автоматизированной системы управленияпротивопожарной защитой нефтеперерабатывающего заводаВ научной и специальной литературе изложены различного рода методы,способы,методики,алгоритмыпроведенияэксперимента,обработкии представления экспериментальных данных, которые относятся к научнометодическому обеспечению АККИ.

Характеристики

Список файлов диссертации