Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интегрированные системы поддержки принятия решений в многоуровневых АСУ непрерывными технологическими процессами Бернер, Леонид Иссакович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бернер, Леонид Иссакович. Интегрированные системы поддержки принятия решений в многоуровневых АСУ непрерывными технологическими процессами : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.13.06 / Бернер Леонид Иссакович; [Место защиты: Моск. гос. автомобил.-дорож. ин-т (техн. ун-т)].- Москва, 2011.- 46 с.: ил. РГБ ОД, 9 11-1/4017

Введение к работе

Актуальность проблемы

Целый ряд технологических процессов (электроснабжение, добыча и транспорт нефти и газа, транспорт нефтепродуктов, теплосети) характеризуется непрерывностью, работой как в штатном режиме, так и возможной нештатной ситуацией, необходимостью постоянного контроля и управления процессом, включения в контур управления человека (диспетчера).

Автоматизация этих процессов является жизненно важной
задачей. Современный уровень развития систем

автоматизированного управления позволяет диспетчерам иметь обширную первичную информацию для решения задач управления, как в штатном, так и в нештатном режимах. Однако это ещё не гарантирует правильность или наибольшую эффективность принимаемых решений. Для максимального исключения возможных ошибок диспетчеру необходимо иметь в структуре АСУТП систему поддержки принятия решений (СППР). В диссертационной работе в качестве примера, для которого создается СППР, взят технологический процесс магистрального транспорта газа, осуществляемый предприятием по транспорту газа.

Основными задачами диспетчерской службы газотранспортных предприятий являются обеспечение безопасности эксплуатации и улучшение управления процессами транспорта газа путем минимизации энергозатрат на транспортировку при безусловном выполнении плана поставок. Для решения этих задач разрабатываются и вводятся в эксплуатацию системы АСУТП, включающие как системы диспетчерского управления, так и системы локальной автоматики и системы телемеханики. Системы телемеханики обеспечивают удаленный контроль за территориально-распределенными объектами, информационную поддержку работы диспетчера, обеспечивают ретрансляцию на исполнительные устройства поданных диспетчером команд телеуправления или телерегулирования. Системы автоматического управления газоперекачивающими агрегатами и компрессорными цехами дают информацию о работе агрегатов и цеховых систем и обеспечивают возможность управления. В штатном режиме работы объектов данные, полученные от этих систем, являются основой для анализа режима работы технологических объектов и принятия решений по его оптимизации. В аварийных ситуациях данные телемеханики позволяют диагностировать разрывы трубопроводов и другие аварийные ситуации, определять место аварии и осуществлять локализацию (отключение) аварийного участка.

При использовании «традиционной» системы управления задачу анализа ситуации и принятия решений решает человек-диспетчер. В

условиях необходимости принятия ответственных решений в ограниченное время (особенно при локализации аварий) и на основе анализа многокритериальных данных нагрузка на диспетчера существенно возрастает. Задача принятия решений усложняется при необходимости анализа технологического объекта сложной структуры, например, закольцованной трубопроводной системы с перемычками и различными вариантами потоков газа.

Исходя из вышесказанного, особую роль приобретает автоматизация поддержки принятия решений в задачах управления газопроводами и другими распределенными объектами. Системы, решающие подобные задачи, не должны быть запрограммированы жестко, они должны динамично развиваться, адаптироваться к новым, изменяющимся условиям, гибко и оперативно перестраивать алгоритмы функционирования, при этом возникает противоречие между задачами и средствами, которыми они могут быть решены. Следовательно, необходимо создать научно-методические основы разработки СППР.

Цель и задачи исследования

Целью работы является повышение эффективности управления технологическими процессами магистрального транспорта газа за счет разработки методов и моделей управления (ТС, интегрированных в систему поддержки принятия решений. Для достижения указанной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:

системный анализ методов и моделей управления ГТС, специфики непрерывных технологических процессов транспорта газа, диспетчерского управления, проблем выбора структуры АСУТП и т.д.

исследование моделей физических процессов ГТС, формирование расчетных схем, формализованное процессное и операторно-параметрическое представление взаимосвязанных процессов;

формализация гибридно-автоматной дискретно-непрерывной модели управления ГТС с учетом специфики непрерывных технологических процессов транспорта газа и иерархической системы управления ГТС;

разработка многоэтапной схемы решения и алгоритмов выбора структуры иерархической отказоустойчивой АСУТП;

формирование принципов построения решающих правил и моделей принятия решений для выбора управления в нештатных ситуациях с учетом временного фактора;

разработка принципов формирования открытой структуры комплекса программных моделей физических процессов, и моделей иерархического управления;

апробация методов и моделей системы управления ГТС, интегрированных в систему поддержки принятия решений.

Методы исследования

При разработке, адаптации и исследовании моделей описания механизмов управления технологическими процессами транспорта газа в диссертации использовались методы общей теории систем, целочисленного программирования, теории автоматов, теории графов, теоретико-множественный аппарат, теории нейронных сетей, методы темпоральной логики и другие.

Научная новизна

Научную новизну составляют методы и модели управления ГТС, интегрированные в систему поддержки принятия решений по выбору режимов управления непрерывными технологическими процессами. На защиту выносятся:

инвариантная модель процессного описания моделей физических процессов транспорта газа;

формализованные параметрические модели описания отдельных физических процессов ГТС",

операторно-параметрическая схема описания физических процессов транспорта газа;

дискретно-непрерывная модель многоуровневой системы управления ГТС в виде иерархического гибридного автомата;

методы и алгоритмы выбора иерархической распределенной АСУ ТП.

нейросетевые модели в задачах идентификации и классификации состояния ГТС;

модели темпоральной логики в задачах описания правил вывода управляющих воздействий в нештатных ситуациях;

сценарий выбора управляющих воздействий в интегрированной структуре СППР многоуровневой АСУТП.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы в ряде предприятий.

Практическая ценность

Разработана научно-методическая основа интеграции гетерогенных систем, реализующих многоуровневую автоматизацию, обеспечивая поддержку принятия решений в реальном масштабе времени.

Решена важная научно-прикладная проблема, имеющая большое народно-хозяйственное значение.

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации управления технологическими процессами магистрального транспорта газа, а так же и для других ТП с непрерывным режимом функционирования. Апробация основных результатов работы Основные результаты работы были изложены и получили одобрение в докладах на всесоюзных, всероссийских, международных и межрегиональных научно-технических конференциях и семинарах (1981-2010 гг.), в том числе:

Всесоюзных конференциях «Теоретические и прикладные вопросы разработки, внедрения и эксплуатации систем автоматизированного проектирования радиоэлектронной аппаратуры» (1983, 1984, 1986, 1989 гг.).

I! Всесоюзной конференции «Проблемы и методы принятия решений в организационных системах управления» (1984г.).

I! и III Всесоюзных семинаров-совещаний «Методы синтеза и планирования развития структур крупномасштабных систем» (1985г., 1986г.).

Всесоюзной конференции «Комплексная автоматизация и создание АСУТП в бурении, добыче, транспорте нефти и газа» (1985г.).

X, XI, XII, XIII Всесоюзных симпозиумах «Логическое управление с использованием ЭВМ» (1987-90 гг.).

Всесоюзной научно-технической конференции «Искусственный интеллект в автоматизированном управлении технологическими процессами» (1989г.).

II Всесоюзной научно-практической конференции «Микропроцессорные комплексы для управления технологическими процессами» (1990г.).

Семинаре - совещании «Состояние и перспективы развития основных направлений автоматизации в газовой промышленности» (1990г.).

Всесоюзном научно-производственном семинаре «Интеллектуальное программное обеспечение ЭВМ» (1990г.).

IX Всесоюзной школе «Проектирование автоматизированных систем контроля и управления сложными объектами» (1990г.).

III научно-технической конференции «Компьютерные технологии поддержки принятия решений в диспетчерском управлении газотранспортными и газодобывающими системами» (1997г.).

Международных конференциях «RTAP users Group» (2004-2010 гг.).

Конференции ««Проблемы развития автоматизации и механизации процессов добычи, переработки и транспорта газа и газового конденсата» (2008г.).

Конференции «Проблемы освоения месторождений Уренгойского комплекса» (2008г.).

Научно-технических конференциях НПО «Промавтоматика» (2007-10 гг.).

Научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (2000-2010гг.).

На заседаниях кафедры АСУ МАДИ (1990-2010 гг.).
Реализация результатов работы

Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения в ряде предприятий, а также используются в учебном процессе на кафедре АСУ МАДИ.

Результаты, полученные при выполнении работы, могут найти дальнейшее развитие и применение для анализа и решения широкого класса задач по автоматизации и управлению технологическими процессами магистрального транспорта газа, а также других трубопроводных систем, АСУТП добычи нефти и газа.

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов и моделей.

Похожие диссертации на Интегрированные системы поддержки принятия решений в многоуровневых АСУ непрерывными технологическими процессами