Сследование систем автоматизированного управления и обработки данных в нефтегазовой отрасли

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ Рязанов Д.Н.1, Карасев М.С.2

1Рязанов Дмитрий Николаевич - магистр; 2Карасев Максим Сергеевич - магистр, кафедра информационных систем и вычислительной техники, экономический факультет, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург

Аннотация: актуальность данной работы обусловлена необходимостью повышения качества продукции, выпускаемой на нефтеперерабатывающих заводах. Улучшение качества может быть достигнуто за счет совершенствования систем управления сложными технологическими процессами.

Ключевые слова: регулирование, регулятор, управление, нечеткая логика.

В настоящее время системы автоматизированного регулирования используются во всех областях жизни современного общества. Управление теми или иными процессами является неотъемлемой частью любого производства, будь то производство продуктов питания или медикаментов, металлообработка или газораспределение. Не стало исключением и производство нефтепродуктов на нефтеперерабатывающих заводах. Оптимизация принципов управления технологическим процессом является важной составляющей работы НПЗ и отдельных его составляющих [1].

Большинство установок, задействованных на том или ином производстве, рассматриваемых как реальный объект управления, способны осуществлять работу в условиях, неопределенности. При этом неопределенность может отражаться как на работе самого объекта, так и неконтролируемых возмущающих воздействий, действующих на него. Примером реального объекта управления может послужить установка каталитического риформинга. Сложность управления данной установкой является одним из факторов, приводящих к постоянному совершенствованию системы управления технологическим процессом. Сложные математические модели, зачастую, при разработке систем управления, оказываются неэффективными вследствие нестационарности процесса, что отражается на оптимальности и адаптивности системы. Учет качественных показателей процесса ( качество сырья, активность катализатора, состояние трубчатых печей, качество топливного газа) является важным моментом при разработке модели каталитического риформинга. Наиболее оптимальным инструментом, который позволил бы строить модели управления на основе качественной информации об объекте, являются методы теории нечетких множеств и нечеткой логики.

Наличие опытного эксперта-оператора установки является одним из обязательных условий ее надежной работы. Приобретаемые в процессе работы оператором знания и опыт по настройке параметров оборудования могут служить основой для построения адаптивных интеллектуальных систем управления процессом [5].

Целью является повышение эффективности управления технологическим процессом( в данном случае - каталитическим риформингом) посредством разработки интеллектуальной системы управления процессом. Построить нелинейный обобщенный показатель эффективности и отношения предпочтения оператора можно реализовать с помощью нелинейных функций свертки. Для визуализации целесообразно использовать один из стандартных пакетов, таких как WolframAlpha, MATLAB, LS-DYNA. Наиболее распространенным является MATLAB. Этот программный пакет имеет в своём составе пакет расширения Fuzzy Logic Toolbox,

содержащий инструменты для проектирования систем нечеткой логики и позволяющий реализовать систему поддержки принятия решения эксперта-оператора установки каталитического риформинга. Основным параметром регулирования в каскадной АСР является температура куба стабилизационной колонны К-605, вспомогательным параметром - температура на выходе из печи П-605 (рис. 1). Регулирующим воздействием является 10 % -ное открытие клапана подачи топливного газа на вход печи П-605.

Рис. 1. Упрощенная функциональная схема традиционной АСР температуры куба

стабилизационной колонны

Процеесс в каскадной АСР

Г""*

Процесс в экспертной нечеткой АСР

Рис. 2. Сравнение переходных процессов в каскадной и нечеткой АСР температуры куба

стабилизационной колонны

Таблица 1. Сравнение показателей качества переходных процессов в каскадной и нечеткой

АСР

№ Показатель Каскадная АСР Нечеткая АСР

1 Время переходного процесса 1в,[мин] 30 25

2 Перерегулирование 23 2

3 Время достижения первого максимума 1тах[мин] 5 5.45

Исходя из полученных результатов, приведенных в таблице 1 можно сделать вывод, что при отсутствии подробной информации о дополнительных связях в объекте, регулирование процессов в блоке стабилизации установки каталитического риформинга, делает нечеткую ACP, на базе нечеткого ПИД-регулятора, достаточно эффективной и перспективной при возможном использовании в технологическом проекте установки.

Список литературы

1. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление/ пер. с англ.- 2-е изд. М : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. 798 с.

2. Леоненков А.Ю. Нечеткое моделирование в среде Matlab и fuzzyTech. СПб.: БХВ, 2005. 736 с.

3. Промышленные установки каталитического риформинга. Гуляев В. А., Ластовкин Г.А., Ратнер Е.М. и др. Под ред. Г.А. Ластовкина. Л.: Химия, 1984. 232 с.

4. Щербатов И.А., Проталинский О.М. Система поддержки принятия решений для опе- раторов слабоформализуемых ТП // Автоматизация в промышленности. 2009. № 7. С. 41.

5. Антонов Олег Викторович. Оптимальное управление процессом каталитического риформинга с использованием гибридной математической модели: Дис. ... канд. техн. наук: 05.13.06 : Астрахань, 2003 186 с. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http ://www. dslib.net/avtomatizacia-upravlenia/optimalnoe -upravlenie -processom-kataliticheskogo -riforminga-s-ispolzovaniem. html/ (дата обращения: 15.05.2017).

АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ВЫБРОСАМИ СТЕКОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1 2 Власова О.А. , Товпеко О.П.

1Власова Ольга Александровна - магистрант; 2Товпеко Ольга Петровна - магистрант, кафедра экологической безопасности технических систем, Московский политехнический университет, г. Москва

Ключевые слова: дымовые газы, производство, технологии, стекло, экология.

Производство стекла - энергоемкий процесс, связанный с большим потреблением материалов и как следствие появление выбросов во время подготовки, обработки и использования сырья. Преимущественно химическими загрязняющими веществами в производстве стекла являются: окислы серы ^Ох), оксид азота ^Ох), в очень редких случаях монооксид углерода (СО), указывающий на нарушение технологии сжигания топлива, диоксид углерода (СО2) или закись азота (N20), а также выбросы тяжелых металлов. [1] Не стоит забывать о выбросах твердых частиц. Еще на этапе подготовки шихты сухое сырье выделяет значительное количество пыли и уже необходимо предпринимать меры по снижению загрязнения воздуха. Наиболее эффективный и экономически целесообразный способ устранения пыления это увлажнение и повышение эффективности аэрации производственных помещений. Основным этапом в производстве стекла является - варка сырья в стеклоплавильной печи, при высоких температурах (1 150-1 350°С). Отработанные газы на выходе состоят в основном из