А А Бобух, Д А Ковалев - Разработка системы диагностики аномальных ситуаций объектов централизованного теплоснабжения - страница 1

Страницы:
1 

dores pianos // Instalador. - 1986. - №21. - P.33-41.

4.Bairi A. Method of quick determination of the angle of slope and the orientation of solar collectors without a sun tracking system // Solar and Wind Technology. - 1990. - №№2-3. - P.327-330.

5.Instalatie solara: Пат. 97101 Румунія. / Gernomazu D., In-treprinderea de Retele E-lektrice- N 125872. Опубл. 18.08.1989.

6.Solar energy collecting system : Пат. 4770162 США. / L'Esperance P.M., Nikkei R.D.; Phillips Petroleum Co. - N49860L; Опубл. 13.09.1988.

7.Satcunanatnan S., Jolly P. Persad P. The desing and performance of semi-tracking flat-plate collectors // Solar World Congress Process // 8th Biln Congress International Solar En­ergy Socitty, Perth, August, 1984. - Р.757-761.

8.Шнерх А. С. Определение прихода прямой солнечной радиации при оптимиза­ционных расчетах гелиосистем. // Строит. материалы, изделия и санитарная техника. Вып.12. - К.: Будівельник, 1989. - С.110-113.

9.Estokova A. Methods for environmental assessment of building materials // Теорія і практика будівництва: Вісник НУ "Львівська політехніка ". Вип.600. - Львів, 2007. -

С.368-372.

10.Kapalo P. Hot water distribution system - interruped operation // Теорія і практика будівництва: Вісник НУ "Львівська політехніка ". Вип.600. - Львів, 2007. - С.417-422.

11.ViCekova S., Burdova E., Senitkova I. Sustainble bulding assessment systems sum­mary // Теорія і практика будівництва: Вісник НУ "Львівська політехніка ". Вип.600. -

Львів, 2007. - С.559-567.

Отримано 04.09.2008

 

УДК 681.518.54 : 697.34

А.А.БОБУХ, канд. техн. наук, Д.А.КОВАЛЕВ

Харьковская национальная академия городского хозяйства

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ АНОМАЛЬНЫХ СИТУАЦИЙ ОБЪЕКТОВ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Рассматриваются вопросы разработки системы диагностики аномальных ситуаций одного из объектов централизованного теплоснабжения.

Повышение эффективности работы и экономия энергетических ресурсов системы централизованного теплоснабжения (СЦТ) пред­ставляют собой актуальные научно-технические задачи государствен­ной политики в сфере теплоснабжения. Известно [1], что назначение СЦТ состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты в виде теплоносителя требуемых параметров, но в то же время решение этой задачи невозможно при возникновении в системе ава­рийных ситуаций. Вследствие этого одной из актуальных задач явля­ется диагностика аномальных ситуаций объектов управления для обеспечения экономии энергоресурсов и поддержания их надежности на заданном уровне.

До недавнего времени для нормального функционирования тех­нологических процессов в СЦТ существенное значение имели интуи­тивные методы обобщения данных контроля работы отдельных эле­ментов и оборудования [2, 3]. Чем выше квалификация обслуживаю­щего персонала, тем выше качественные показатели работы системы. Однако количество оборудования, входящего в «сферу обслужива­ния», следовательно, и объем информации, которую обслуживающий персонал получает и должен переработать, настолько велик, что для принятия правильного решения остается очень мало времени. Интуи­тивные же решения даже опытного обслуживающего персонала не всегда гарантируют нормальный ход технологического процесса и ве­дут к потерям энергетических ресурсов, поскольку процесс поиска причин аномальных ситуаций технологического режима является, как правило, процедурой последовательного анализа «сложного события» и целиком ложится на человека. Причем время обнаружения причин и устранения нарушения, весьма значительно, что также ведет к указан­ным потерям. Однако многие причины можно было бы предупредить, а потери энергетических ресурсов значительно уменьшить как за счет сокращения времени на поиск и ликвидацию, так и за счет предотвра­щения наступления самих аномальных ситуаций, если бы была реали­зована система диагностики указанных ситуаций технологических процессов СЦТ.

В связи с этим возникла задача разработки системы диагностики аномальных ситуаций иерархической структуры СЦТ. Важно отме­тить, что разрабатываемая система диагностики относится к классу сложных систем распознавания образов и нереалистично предпола­гать, что она будет функционировать во всех случаях качественнее обслуживающего персонала. Однако, вполне реалистично создание системы диагностики (работающей в информационно-советующем режиме), дополняющей возможности обслуживающего персонала, и приводящей к качественно новому уровню развития системы диагно­стики.

Непрерывность производства теплоты, с одной стороны, и требо­вание соблюдения режима нормального функционирования техноло­гического процесса, с другой - не позволяют в условиях СЦТ реализо­вать систематический активный эксперимент (с достаточным уровнем пробных воздействий) с целью нахождения или предупреждения ано­мальных ситуаций. Следовательно, система диагностики аномальных ситуаций должна быть реализована на основе пассивных наблюдений за ходом технологического процесса. Возможные активные воздейст­вия на процесс для выяснения причин аномальных ситуаций должныбыть отнесены к компетенции обслуживающего персонала из-за слож­ности формализации.

Опыт эксплуатации СЦТ показывает, что для обнаружения ано­мальных ситуаций на основе пассивных наблюдений необходимо зна­чительное число контролируемых параметров технологического про­цесса. Это обусловлено тем, что для рассматриваемого сложного тех­нологического процесса имеет место неоднозначное соответствие ме­жду существующим набором контролируемых параметров и причина­ми аномальных ситуаций. Однако приведенная рекомендация по уве­личению числа контролируемых параметров не может быть выполнена в достаточно полном объеме, поскольку для значительной части из требуемых дополнительных параметров не существует технических средств автоматического контроля. Кроме того, усложнение системы контроля параметров технологического процесса может нивелировать экономический эффект за счет экономии энергетических ресурсов от применения системы диагностики. Следовательно, при разработке системы диагностики необходимо ориентироваться на существующий набор контролируемых параметров теплоносителя (температуры, дав­ления, расхода), общепринятый на всех объектах СЦТ.

Характерной особенностью системы диагностики аномальных си­туаций работы СЦТ является повышение требований к оперативности и точности диагностики. Последнее обусловлено тем, что оптималь­ный режим ведения технологического процесса часто находится вбли­зи граничных регламентных значений контролируемых параметров и повышается вероятность выхода за эти значения по сравнению с управлением параметрами на основе их средних значений.

Для разработки системы диагностики одного из объектов СЦТ были проведены исследования на котельной ОАО «Хартрон» и полу­чены следующие симптомы возможных отказов:

      увеличение давления в нагнетательных патрубках сетевого насоса;

      падение давления в процессе работы сетевого насоса;

      увеличение давления в нагнетательных патрубках вентилятора;

      увеличение расхода природного газа, подаваемого в котел;

      отключение катушки зажигания горелок котла;

      увеличение расхода охлажденного теплоносителя, подаваемого в котел.

Для выявления аномальных ситуаций по приведенным симпто­мам разработана формальная постановка задачи системы диагностики котельной.

Введем следующие определения.

1.Назовем множество Nai, a = 1,l множеством отказов техноло­гического процесса для котельной (i= 1, v).

2.Множество Ppi, Ь = 1, n назовем причинами отказов для рас­сматриваемого технологического процесса.

3.Множество SYi, g= 1,т назовем симптомами отказов, где под

симптомом понимается отклонение параметров технологического ре­жима от некоторых заранее определенных верхних или нижних границ в сторону увеличения или уменьшения соответственно.

Последнее определение позволяет элементы множества Syi опи­сать логическими функциями, которые по своему определению имеют два значения «да», «нет» (или 1, 0).

Свяжем с множеством симптомов SYi параметры технологическо­го процесса:

Sgi =Y( ХЛ ,        , Zqi ) ,    g= 1 т ;   J = 1 Г ;   i = 1 Р ;   S = 1 k ;   ^ = 1, g , (1)

где Х-ц, ysi - управляющие и управляемые параметры технологического процесса; zqi - контролируемые параметры технологического процес­са; - функция, имеющая значения I и 0. Опишем подробнее функцию *Р:

Y(ХJi,y»zv ) = ^ (2)

где 1 - если какой-либо из параметров технологического режима больше или меньше заданного значения; 0 - в противном случае.

В определении для функции присутствуют заданные гранич­ные значения, которые в системе диагностики отличаются от гранич­ных значений для системы управления. Эти отличия проявляются для

/   min      max ч

ysi, поскольку ограничения на ysi при управлении (ysi ; ysi ) выпол­няются только в смысле:

ymm £ M{ysi} £ ymax, (3)

где М{.} - символ математического ожидания.

Неравенства (3) для использования в системе диагностики

(У'г™"1; УІШаХ ) необходимо переписать в следующем виде:

min                      max max

ysl    + Ь ySi < ySi < ysl    - д ySi < уя    , (4)

где Ь ysi - размах выборки управляемых параметров.

Так как системы автоматического управления (САУ) параметрамитехнологических процессов СЦТ решают, в частности, и задачи стаби­лизации управляемых параметров, то bysi определяются ошибкой ста­билизации при управлении и ошибкой идентификации соответствую­щих моделей.

На основе введенных определений и ограничений формально оп­ределим задачу системы диагностики котельной следующим образом: получить функцию оз (Syi), которая свяжет симптомы отказов и причи­ны отказов, т.е. построить зависимость:

PPi = о (St) = о (Y(Хл,ysl,zqi));  b = \n . (5)

Дополнительно к (5) ставится задача получения перечня отказов (связанных с причинами Ppi и еще не проявившихся), а следовательно, и рекомендаций по устранению отказов:

Nm = v(Pp)= и            xjt,ysi,zqi))),    а=й; (6)

W= nNa) = n                    ,ysl,zqi)))), l=\d, (7)

где { Wxi} - множество рекомендаций по устранению отказов.

Таким образом, несмотря на то, что технологические процессы СЦТ непрерывны, значения Nai, Ppu SYi, Wxi могут быть определены как конечные значения. В то же время, несмотря на непрерывность технологического процесса, достигнута дискретность диагностирую­щей функции (5). Удобной формой представления функции (5) для реализации задач системы диагностики аномальных ситуаций пред­ставляется запись ее в виде логических таблиц решений (ЛТР) [4]. Ос­новой создания этих таблиц является логическое выражение «если..., тогда...», которое само по себе является предпосылкой для решения задачи диагностики и базируется на априорных знаниях об аномаль­ных производственных ситуациях и некоторых статистических данных при создании логической математической модели. ЛТР являются фор­мальным методом описания в общем случае множества симптомов, характеризующих определенную производственную ситуацию, ре­зультатов диагноза или необходимых действий для устранения воз­можных отказов. ЛТР разделена двойными линиями на 4 квадранта. Условная нумерация квадрантов проводится против часовой стрелки, при этом верхний правый квадрант - первый.

Исходя из вышеприведенного можно сделать вывод, что основ­ной задачей системы диагностики СЦТ является определение причины перехода технологического процесса в аномальное состояние, отклю­чение при этом системы управления, и рекомендации по его устране­нию, после чего необходимо предусмотреть меры по включению сис­темы управления.

Разработанная система диагностики при ее внедрении будет спо­собствовать повышению экономии энергетических ресурсов СЦТ в целом.

1.Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: МЭИ, 2001. -360 с.

2.Техническая диагностика // Труды I Всесоюзн. совещания по технической диаг­ностике. - М.: Наука, 1972. - 368 с.

3.Основы технической диагностики / Под ред. П.П.Пархоменко: В 2-х кн. Кн.1. -М.: Энергия, 1976. - 464 с.

4.KING P.J.H. Decision tables // The Computer Journal. - 1967. - Vol.10, No.3. -Р.135-142.

Получено 08.09.2008

 

УДК 628.8

А.В.РОМАШКО, канд. техн. наук, Т.В.КАСЬЯНЕНКО

Харьковская национальная академия городского хозяйства

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДВУХПОЗИЦИОННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ, РАБОТАЮЩИХ НА ГАЗООБРАЗНОМ

ТОПЛИВЕ

Рассматривается современное направление развития теплоснабжения. Математи­чески сформулирована более сложная модель с одновременным изменением температур теплоносителя и воздуха помещения с разработкой первой стадии нахождения общего решения системы дифференциальных линейных неоднородных уравнений. Обоснована целесообразность применения для дальнейшего поиска решения поставленной задачи численных методов.

Современное направление развития теплоснабжения в комму­нальной сфере имеет в своей основе приоритет в развитии децентрали­зованных систем отопления на базе газовых отопительных приборов. Эта тенденция наиболее ярко прослеживается сегодня в районах урба­низированной городской застройки. Помимо многоэтажных зданий газовые отопительные системы в одноэтажном и усадебном строи­тельстве являются традиционными и широко распространены.

Этот сектор энергопотребления принято называть «малой энерге­тикой» [1]. Сюда можно отнести оборудование коммунальной энерге­тики: ТЭЦ, районные и заводские котельные, промышленные печи, бытовые установки различной теплопроизводительности. Для них ха­рактерен низкий уровень экономичности, надежности и безопасности, в том числе и экологической. Малая энергетика потребляет более 60% всего топлива ТЭК Украины. Объемы потребления газообразного,

Страницы:
1 


Похожие статьи

А А Бобух, Д А Ковалев - Разработка системы диагностики аномальных ситуаций объектов централизованного теплоснабжения