Automated process control system for obtaining elemental sulfur based on risk assessment
Authors: Печенкин Д.В. , Дмитриевский Б.С. , Щербатов И.А. 
Published: July 2024

Рассматривается такой вид объектов управления, которые функционируют в различных условиях неопределенности и требуют разработки специфического подхода к управлению, анализу и оценке множества факторов, влияющих на их работу и не поддающихся количественному и качественному описанию. В исследовании сформулирована задача управления технологическим процессом получения серы. Проведен анализ технологической установки получения элементарной серы методом Клауса как объекта управления. Выделены факторы риска для рассматриваемого процесса. Предложена модель идентификации текущего состояния объекта управления. Синтезирован алгоритм интеллектуализации управления, выступающего в качестве базы для разрабатываемой экспертной подсистемы. Приведена структура и порядок функционального взаимодействия экспертной подсистемы автоматизированной системы управления технологическим процессом с лицом, принимающим решения. Разработано алгоритмическое обеспечение экспертной подсистемы автоматизированной системы управления технологическим процессом получения серы, предназначенной для интеграции в операционную среду управления на автоматизированном рабочем месте оператора. Оценена эффективность работы синтезированной экспертной подсистемы путем использования учебного тренажера, имитирующего работу щита управления технологической установкой получения элементарной серы методом Клауса. По результатам моделирования 35 аварийных ситуаций 100% было идентифицировано экспертной подсистемой, из которых 28% удалось предотвратить на ранней стадии путем выполнения сгенерированных рекомендаций.

We consider this type of management objects, the functioning of which occurs under various types of uncertainty and requires the development of a specific approach to management, analysis and evaluation of a variety of factors that affect the work and are not amenable to quantitative and qualitative description. In this paper, the task of controlling the technological process of obtaining sulfur is formulated. The analysis of the technological installation for obtaining elemental sulfur by the Claus method as a control object is carried out. Risk factors for the process under consideration are highlighted. A model for identifying the current state of the control object is proposed. The algorithm of management intellectualization, which acts as a base for the developed expert subsystem, is synthesized. The structure and order of functional interaction of the expert subsystem of the automated process control system with the decision-maker is given. The author developed an algorithmic support for the expert subsystem of the automated control system for the technological process of sulfur production, designed for integration into the operating environment of the operator's automated workplace. The efficiency of the synthesized expert subsystem is evaluated by using a training simulator that simulates the operation of the control panel of the process unit for obtaining elemental sulfur using the Claus method. Based on the results of modeling 35 emergencies, 100% were identified by the expert subsystem, of which 28% were prevented at an early stage by implementing the generated recommendations.