Главная Контакты Добавить в избранное Авторы Вопросы и ответы
,

УДК 681.513.675:664.12

ДОСВІД ВИКОРИСТАННЯ НЕЧІТКИХ РЕГУЛЯТОРІВ В СИСТЕМІ АТОМАТИЗАЦІЇ ВИПАРНОЇ УСТАНОВКИ

Пономарьов Я.Ю., Ладанюк А.П., Іващук В.В.

В системах автоматизації випарних установок (ВУ) завжди створюються контури стабілізації рівнів продукту в окремих корпусах. Точність підтримання рівнів безпосередньо впливає на техніко-економічні показники функціонування ВУ, забезпечуючи максимальне значення коефіцієнта теплопередачі та значення витрати гріючої пари [1]. Як правило контури стабілізації рівнів використовують пропорційні регулятори, які не забезпечують необхідних показників якості перехідних процесів в умовах інтенсивних збурень (змінювання відборів вторинної пари, витрати продукту на вході та виході ВУ). Задача стабілізації рівнів продукту ускладнюється, коли за умов значної продуктивності на різних ступенях випарювання встановлюються два випарних апарати. Так Лохвицький цукровий завод  має 5-корпусну ВУ, при цьому 1, 2, 3 корпуси складаються з двох апаратів (А, Б), а 4 та 5 корпуси – з одного. Для покращення якості регулювання застосували ПІД-регулятори рівня, які формували сигнали керування на регулювальні органи, встановлені на вході кожного корпуса. Значення рівня в апараті Б значною мірою залежить від роботи суміжних корпусів, що приводить до суттєвих відхилень від заданого значення (рис. 1, 2).

 
 

В сезоні 2005 року в системі регулювання рівнів застосовано та проведено дослідження функціонування нечіткого регулятора, реалізованого на контролері SIMATIC S7 з  використанням технології штучного інтелекту [1, 2] FUZZY LOGIC (нечітка логіка). Методика застосовується у випадках, де переоцінка моделі об'єкта не може бути здійснена в реальному режимі часу, але зміни спостережних координат в об'єкті мають стрибкоподібний характер. Особливістю такого регулювання є врахування кількох змінних для формування керуючого впливу, до того ж виміряні аргументи реалізують свої зміни в статиці.

Такий підхід особливо важливий для тих систем, де коефіцієнт впливу між виміряними величинами та впливом на об'єкт має змінюватися достатньо швидко, причому вхідні дані, якими доводиться оперувати, змінюються постійно, а оцінка їх значень має невисоку точність. Методикою такого керування є заміна складної математичної моделі об'єкта логічною моделлю. Для встановлення логічних правил керування приймається досвід оператора, що керує об'єктом. Для реалізації нечіткого регулятора застосовується система типу Мамдані [3]:

Подпись: Якщо Змінна1 та Змінна2, тоді Результат

Реалізація правил логічного висновку проводиться на підставі таблиці відповідності, яка формує найпростішу логічну конструкцію у вигляді нечітких термів (табл. 1).

Таблиця1

    Логічна формула регулятора рівнів подвійних випарних апаратів   

Стан рівня в корпусі Б

Стан рівня в корпусі А випарного апарату

N_BIG

N_SMAL

NULL

P_SMAL

P_BIG

N_BIG

P_BIG

P_BIG

P_SMAL

N_SMAL

N_SMAL

N_SMAL

P_BIG

P_SMAL

NULL

NULL

N_SMAL

NULL

P_SMAL

NULL

NULL

NULL

N_SMAL

P_SMAL

NULL

NULL

N_SMAL

N_SMAL

N_BIG

P_BIG

N_SMAL

N_SMAL

N_SMAL

N_SMAL

N_BIG

 

Стан виконавчих механізмів на вході випарних апаратів

Якщо в процесі фазифікації термам, що визначають стан технологічних змінних, присвоїти симетричні функції активації, з чітко визначеними межами, то реакція виконавчого механізму буде мати стрибкоподібний характер. Для підвищення точності позиціонування виконавчого механізму кожний стан описується трьома термами: зростанням (BIG), характерністю (SMAL) і спадом (NULL).

 

 
 


Міра нечіткості оцінок  технологічних змінних, що активують відповідне значення терму, забезпечує завадозахищеність алгоритму, зменшує кількість зайвих перемикань виконавчого механізму, що є необхідним для регулювання швидкоплинних процесів в промислових умовах. Отже, збільшення зони невизначеності дозволяє уповільнювати зміну стану управляючих діянь (виконавчих органів). Міра перетину множин встановлюється на підставі інтуїтивного представлення про необхідний вплив для реалізованого стану та розміру множин, якими представлено відповідний терм.

Найбільш ефективно алгоритм працює на подвійному випарному апараті 3-тьої ступені, що має найбільш складні для стабілізації умови регулювання (рис. 3).

Після впровадження алгоритму нечіткого регулятора зменшується динамічна похибка регулювання та час перехідного процесу (рис. 4), також зростає інтенсивність випарювання, про що може свідчити відповідні коливання рівня у ВУ. Так, аналізуючи результати до і після впровадження нечіткого регулювання маємо тенденцію до збільшення продуктивності ВУ.

В результаті впровадженого алгоритму нечіткого регулювання було досягнено стабілізації рівнів по корпусам випарної станції, зменшена динамічна похибка та час перехідного процесу, що підвищило дійсну продуктивність випарної установки. Встановлена відповідність технологічному регламенту випарювання зменшила вміст цукру в конденсаті, що повертається на пароутворення. Також зникла необхідність адаптації коефіцієнтів підсилення ПІД-регулятора при змінюванні режимів роботи ВУ.

 

In the report the problem of technological complexes with presence of processes of physical-chemical transformations is considered. For realization of a method of identification the algorithm of selection of signals is developed on the basis of wavelet-transformation, the method of an estimation of the characteristics of dependence is developed which is observed, algorithm of construction of nonlinear models of the certain behaviour, which advantages prove to be true by results of imitating modeling and introduction to industrial production.

 

1.                  Рыжов А. П. Оценка степени нечеткости и ее применение в системах искусственного интеллекта. Интеллектуальные системы. Т.1, Вып. 1 - 4, Москва, МНЦ КИТ, 1996, с. 95 – 102.

2.                  Рыжов А. П. Элементы теории нечетких множеств и ее приложения. Москва, МНЦ КИТ, 1996, 81с..

3.                  Шапиро Д. И. Организационные системы управления: использование расплывчатых категорий. М., Энергоатомиздат, 1983, 117с..

 





Ответы на вопросы [_Задать вопроос_]

Современные технические средства, комплексы и системы

Краснов В.А., Прохорович А.В., Шутов С.В., Деменский А.Н. Анализ флуктуаций размера растущего кристалла (на примере легированных монокристаллов кремния, вытягиваемых из расплава по методу Чохральского)

Завальнюк И.П. Управление высокопроизводительной экструзией неоднородных материалов

Долина В.Г., Писаренко А.В. Синтез складної багатовимірної системи управління випарною станцією на основі рефрактометричних вимірювань

Стопакевич А.А., Тодорцев Ю.К. Анализ современного состояния систем управления брагоректификационными установками спиртового производства

Поливода В.В. Современные компьютерные технологии в АСУ на хлебоприёмном предприятии

Ладанюк А.П., Українець А.І., Кишенько В.Д. Управління автоматизованими технологічними комплексами харчових виробництв на основі сценарного підходу

Ковриго Ю.М., Фоменко Б.В. Врахування обмежень для підвищення якості функціонування систем регулювання енергоблоків ТЕС і АЕС

Евдокимов А.В., Китаев А.В., Агбомассу В.Л. Исследование причин, определяющих вращение рамки с током в магнитном поле после воздействия на нее внешнего импульса

Аппазов Э.С. Применение твердых растворов InGaN в фотовольтаике

Кузнєцов Ю.М., Дмитрієв Д.О. Програмно математичний апарат керування виконавчим органом багатокоординатних верстатів нових компоновок

Черевко О.И., Ефремов Ю.И., Одарченко А.М., Одарченко Д.М, Агафонова Ю.Ю. Теоретическое обоснование перспективного биконического резонатора для СВЧ-устройств при переработке растительного сырья

Хобин В.А. Бабиков А.Ю. Системы экстремального управления молотковыми дробилками с функцией гарантированного соблюдения тепловых режимов их электродвигателей.

Стадниченко В.Н. Исследование влияния изменения эксплуатационных нагрузок на свойства металлокерамических слоёв полученных с использованием трибовосстанавливающих составов

Ісаєв Е.А., Наговський Д.А., Чернецька І.Е. До вибору факторів, що характеризують окомкування тонкоподрібнених залізорудних матеріалів

Федоровский К.Ю., Лунев А.А. Теплоотдача погружного пластинчатого теплообменника системы охлаждения энергоустановок морских технических средств

Федоровский К.Ю., Владецкий Д.О. Интенсификация теплоотвода замкнутых систем охлаждения энергоустановок морских технических средств.

Левченко А.А., Кравчук О.И. Эквивалентный макромодуль процесса технического обслуживания радиотехнических средств.

Іволгіна Т.О. Енергетичний підхід до аналізу стійкості руху вимірювальної головки координатно-вимірювальної машини

Ладанюк А.П., Кишенько В.Д., Ладанюк О.А. Системна задача управління біотехнологічними процесами.

Тернова Т.І. Алгоритм оцінювання деформацій рапорту періодичних об'єктів

Рожков С.А., Федотова О.Н. Алгоритм обучения системы распознавания автоматической системы разбраковки тканей

Пупена О.М, Ельперін І.В, Ладанюк А.П. Особливості проектування комп’ютерно-інтегрованих систем управління

Квасніков В.П., Кочеткова О.В. Проектування координатно–вимірювальної машини на нейронних мережах

Водічев В.А., Мухаммед М.А. Дослідження системи стабілізації потужності різання металообробного верстата з фази-регулятором

Шутов С.В., Аппазов Э.С., Марончук А.И., Самойлов Н.А. Методика испытания термофотовольтаических преобразователей

Хобин В.А. Повышение качества формирования смесей средствами интеллектуализации алгоритмов управления порционным дозированием

Терновая Т.И. Автоматическая система разбраковки тканей с печатным рисунком методом компенсации информационных потоков

Рожков С.А., Бражник Д.А. Использование нейросетевых структур для построения систем распознавания образов

Місюра М.Д., Кишенько В.Д. Математичні моделі технологічних процесів пивоварного виробництва як об’єктів автоматизації

Ладанюк А.П., Власенко Л.О. Автоматизоване управління бізнес-процесами в комп’ютерно-інтегрованих структурах підприємства

Жукова Н.В., Литвинов В.І. Вирішення проблеми погодженого руху валків з неоднаковими катаючими діаметрами профілезгинальних станів

Денисова А.Е., Тодорцев Ю.К., Максименко И.Н. К вопросу об автоматизации интегрированной установки теплоснабжения с возобновляемыми источниками энергии

Бессараб В.И. Компьютеризированная система управления водоотливным хозяйством угольных шахт по критерию минимума энергозатрат

Хобин В.А. Регулятор переменной структуры для объектов технологического типа

Тонконогий В.М. Трехконтурная АСУ нанесением ионно-плазменного покрытия на режущий инструмент.

Колесникова Е.В., Кострова Г.В. Формирование базы данных АСУТП дуговой сталеплавильной печи.

Водічев В.А. Автоматизована система керування швидкостями робочих рухів то-карного верстата для підвищення ефективності обробки торцевих поверхонь.

Бергер Е.Г., Дмитрієв Д.О., Бергер Є.Е., Діневич Г.Ю. Синтез строфоїдографів за методом параметричних сімей.

Бабак В.П., В.Н. Стадніченко, О.Г. Приймаков Прогнозування надійності, дов-говічності та витривалості авіаційних матеріалів

Бабак В.П., Стадниченко В.Н., Приймаков О.Г., Токарчук В.В. Прогнозування витривалості авіаційних матеріалів .

Куцак Р.С. Використання методу координатного еталону в задачах автоматизації контролю якості тканини.

Попруга А.Г. Усовершенствование электрических нагревателей по критерию экономии энергии.

Пашковский А.А., Далечин А.Ю. Система регистрации спектров фотолюминес-ценции

Никольский В.В., Цюпко Ю.М. Применение пьезоэлектрических датчиков в сис-теме кондиционирования воздуха судовых систем микроклимата.

Крапивко Г.И., Хлопёнова И.А. Повышение коэффициента полезного действия кремниевых фотоэлектронных преобразователей методом лазерной гравировки.

Кихтенко Д.А. Управление шаговыми двигателями в микрошаговом режиме, оп-тимизация управления.

Горохов В.А. Автоматизированная транспортно-складская система в текстильной и легкой промышленности.

Водічев В.А. Система стабілізації потужності різання фрезерного верстата з взаємозв'язаним керуванням швидкостями робочих рухів.

Шутов С.В., Аппазов Э.С., Марончук А.И. Испытание фотоэлектрических преобразователей в условиях экстремальных температурных колебаний.

Худяев А.А. К проблеме повышения точности воспроизведенияв классе многоканальных воспроизводящих систем с эталонной настройкой каналов.

Тверезовський В.С., Бараненко Р.В. Принцип побудови елементів вимірювальних систем, представлених цифровими програмно керованими давачами.

Никольский В.В., Сандлер А.К. Моделирование процессов в вискозиметре с пьезоэлектрическим приводом.

Марончук И.Е., Андронова Е.В., Баганов Е.А., Курак В.В. Использование метода импульсного охлаждения насыщенного раствора-расплава для формирования наноразмерных структур InSb в матрице GaSb.

Водічев В.А. Аналого-цифровий регулятор режиму металообробки для верстатів з числовим програмним керуванням.

Блинов Э.И., Кравцов В.И., Кравцов А.В., Недбайло А.Н. Управление гибкими протяженными объектами направленными силовыми воздействиями.