СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО И МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С ИЗМЕНЯЕМОЙ СТРУКТУРОЙ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У  вступі  наведено  загальну  характеристику  роботи,  що  підкреслює  її

актуальність,  відповідність  державним  науковим  програмам,  наукову  новизну  і

практичне  значення;  визначено  об'єкт  і  предмет  дослідження  та  сформульовано

мету і завдання дослідження.

4

У  першому  розділі  «Аналіз  методів  керування  технічними  системами

теплопостачання  зі  змінною  структурою»  аналізуються  недоліки,  пов'язані  з

керуванням  ТП  і  технічним  станом,  безпекою  та  ефективністю  експлуатації

складних  технічних  систем  (СТС)  в  теплоенергетиці.  Теоретичні  дослідження

задач  оптимізації  проводили  В.М.  Глушков,  А.Г.  Івахненко,  Р.  Белман,  Л.С.

Понтрягін,  Л.А.  Барський,  В.З.  Козін,  А.С.  Давідкович  та  ін.  Розв’язанню

оптимізаційних  задач  в  галузі  теплоенергетики  присвятили  свої  роботи

Е.В. Сарнацький, Р.Р. Авезов, Р.В. Жесан, С.П. Плєшков та ін.

Показано,  що  розв’язання  завдань  теплопостачання  може  бути  отримано

шляхом  використання  взаємозамінного  обладнання,  яке  працює  незалежно  одне

від одного при паралельному підключенні. Це робить доцільним об'єднання його

в  рамках  єдиної  СТС  для  отримання  оптимального  співвідношення  якості

продукції при мінімізації вартості витрачених ресурсів за рахунок постійної зміни

структури як теплогенеруючих, так і теплопередаючих ТЗ.

Проведений  аналіз  показав,  що  під  ОК  СТС  розуміється  керування

структурою  регулятора  і  оптимізацією  його  поточних  налаштувань.  Аналіз

літературно-патентних  джерел  показав,  що  дослідники  в  галузі  автоматизації

звернули  увагу  на  завдання  керування  зміною  структури  ТЗ  порівняно  давно,  на

етапі  класифікації  автоматизованих  систем,  однак  у  відкритій  літературі  не

виявлено  ніяких  алгоритмів  керування  структурою    СТС  для  підвищення

ефективності.

Обґрунтована  необхідність  синтезу  нового  класу  систем  керування  СТС  із

змінною  структурою.  Для  дослідження  обрана  система  теплопостачання,  в  якій

теплогенеруючими  ТЗ  використовуються  два  газові  котли  (ГК)  і  теплонасосна

установка  (ТНУ).  Підведення  тепла  до  споживача  здійснюється  за  допомогою

теплопередаючих ТЗ, якими є теплі підлоги і стіни та система вентиляції, а також

конденсатор ТНУ, який безпосередньо підігріває повітря в приміщенні.

В  другому  розділі  «Імітаційна  модель  технічної  системи

теплопостачання  зі  змінною  структурою  як  об'єкта  керування»  розроблені

об'єктно-орієнтовані  моделі  об'єкта  і  системи  керування  шляхом  вдосконалення

інформаційного і математичного забезпечення елементів КІСК теплопостачанням.

Для розробки імітаційної моделі був застосований ООА в нотації С. Шлеєр,

робочими  продуктами  якого  є  інформаційні  моделі,  моделі  станів  і  діаграми

потоків  даних  дій  з  наступною  модифікацією.  Модифіковано  третій  етап  ООА

шляхом  заміни  його  на  розробку  технологічних  алгоритмів  обладнання.  Під  цим

розуміється  комплекс  моделей  математичного  та  алгоритмічного  забезпечення,

що  визначає  порядок  проведення  різних  технологічних  регламентів,  а  також

описує  дії,  що  виконуються  в  тому  чи  іншому  стані.  На  рис.  1-4  приведено

інформаційну модель та моделі станів КІСК.

Інформаційна модель верхнього рівня, відображає лише основні атрибути та

зв'язки.  Крім  обумовлених  в  умові  завдання  об'єктів  (будинок,  ГК,  ТНУ)  було

прийнято,  що  в  кожній  одиниці  обладнання  присутні  три  компоненти,  що

визначають її роботоспроможність: «крихка», «середня» і «надійна». У «крихкої»

компоненти  малі  час  напрацювання  на  відмову  і  час,  необхідний  для  її  заміни  у

разі  виходу  з  ладу.  У  «надійної»  компоненти  -  навпаки.  У  разі  її  відмови

обладнання  вважається  таким,  що  вийшло  з  ладу  на  час  відновлення  зламаної

5

компоненти.  Після  закінчення  даного  інтервалу  часу  надійність  зламаної

компоненти повністю відновлюється, і обладнання вважається готовим до роботи.

Моделі  станів  для  об'єктів  «крихка  компонента»,  «ТНУ»,  «котел»  демонструють

схему їх поведінки.