2.5. Системний аналіз об’єкта.

Аналізуючи процес отримання пари з точки зору системного аналізу, відзначаємо наявність ознак, які характерні для складних систем:

1. В цій системі виділяється структурна сукупність підсистем, які взаємодіють між собою

2. кожна із систем може входити, як підсистема в більш складну (старшого рангу) в свою чергу підсистеми (крім елементарних) можуть представлятись як системи молодшого рангу;

3. складні системи взаємодіють з зовнішнім середовищем також як одне ціле;

4. процес функціонування складних систем включає різні аспекти (перетворення речовини, енергії, інформації);

5. ефективність діяльності системи може оцінюватись як співвідношення результатів перетворення сировини в готову продукцію або ступінь зменшення невизначеності або зменшення складності проблеми;

6. цілеспрямованість функціонування складних систем управління проявляється в намаганні підтримувати найкращі режими та адаптуватись до змінюваного зовнішнього середовища;

7. процес функціонування складних систем управління – це сукупність процесів основного призначення та допоміжних (адаптація, розвиток, реконфігурація та ін.);

8. математична модель функціонування передбачає описування переходів з одного стану в інший тобто поведінки системи з урахуванням невизначеності та можливості альтернативних варіантів;

9. в складних системах процеси управління реалізуються як з використанням зворотних зв’язків, так і формування комплексу цілей кожна з яких розв’язується своїм методом;

10. в складних системах управління вироблення управляючих діянь на кожному з етапів має свої особливості (збір інформації, її аналіз, вироблення управляючих рішень, реалізація);

11. сукупність органів управління в складних системах формується за ієрархічним принципом

Для опису зв’язків між рівнями та зміни їх з часом використаємо один з методів математичного опису - теорію графів.

Графові моделі поєднують в собі властивості графічного та множинного представлення з формуванням допоміжних матриць , які зручно використовувати для задач аналізу, синтезу та управління.

Для аналізу графових моделей використовуються допоміжні залежності. Наприклад, матриця суміжності А=|| aij ||, яка показує зв’язок між і та j елементом (підсистемою):

Для аналізу розробленої моделі застосуємо графові моделі на основі орієнтованих графів, де вершинами є елементи системи, а ребрами – зв’язки між ними, лінія передачі інформації, протяжність ліній зв’язку.

Рисунок 3. Графова модель котлоагрегата.

1 – ГРП;

2 – Топка;

3 – Вентилятор;

4 – Барабан котла;

5 – Пароперегрівач;

6 – Пароохолоджувач;

7 – Колектор;

8 – Живильний насос

9 – Економайзер;

10 – Димохід;

11 – Димосос;

12 – Димова труба;

2.6. Вимоги до системи автоматизації

Проект автоматизації виконано як модернізацію морально та фізично застарілої. Основні принципові рішення по автоматизації прийняті з урахуванням вимог діючих норм і правил проектування енергетичних установок, БНіП 2.04.08-87 "Газопостачання", ДНАОП 0.00-1.20-98 “Правила безпеки систем газопостачання України” та узгодженими з головним інженером цукрового заводу технічними умовами.

Враховуючи те, що існуюча система автоматизації котлоагрегата фізично зношена і розукомплектована, принято рішення виконати повну заміну систем КВП та А.

Основні проектні рішення відображені на функціональній схемі автома­тизації. Система автоматизації повинна задовільняти наступним вимогам:

• висока надійність;

• висока ефективність управління;

• економічна ефективність впровадження;

• нарощування в процесі модернізації та розширення виробництва;

• розподіленість структури з делегуванням техніко-економічної інформації системам верхнього рівня.

Система автоматизації повинна забеспечувати виконання наступних функцій:

- автоматичне регулювання;

- захист і аварійна сигналізація;

- попереджувальна сигналізація;

- відображення і реєстрація параметрів;

- напівавтоматичне розпалювання топки;

Згідно СНиП ІІ-35-75, "Котельные установки" парові котли з тиском пари вище 0,17 МПа (1,7 кгс/см²) і паропродуктивністю більш ніж 30 т/год повинні бути обладнані показуючими приладами для виміру:

• температури пари за пароперегрівачем до головної засувки (показуючий і реєструючий);

• температури живильної води за економайзером;

• температури вихідних газів (показуючий і регіструючий);

• температури повітря до і після повітрепідігрівача;

• тиску пари в барабані;

• тиску перегрітої пари до головної парової засувки (показуючий і регіструючий);

• тиску перед пальниками;

• тиску палива перед пальниками за регулюючими органами;

• розрідження в топці;

• витрати пари від котла (показуючий і реєструючий);

• витрати палива на котел (лічильний);

• витрати живильної води до котла (показуючий і регіструючий);

• рівня води в барабані. При відстані від площадки, з якої ведеться спостереження за рівнем води, до осі барабана більш ніж 6 м або при поганій видимості водовказівних приладів на барабані котла слід додатково передбачувати два знижених показників рівня; один з показників повинен бути реєструючим.

За цим же документом парові котли незалежно від тиску та паропродуктивності при згоранні газоподібного та рідкого палива повинні буди оснащенні пристроями, автоматично припиняючими подачу палива до пальників у випадку:

• підвищення або пониження тиску газоподібного палива перед пальниками;

• зменшення розрідження в топці;

• пониження або підвищення рівня води в барабані;

• пониження тиску повітря перед пальниками;

• згасання факела пальників, відключення яких при роботі котла не допускається.

Для нормальної безаварійної роботи котлоаграгата в процесі експлуатації існують певні вимоги до ведення технологічного процесу і вибору параметрів, які характеризують стан обєкта управління.

Параметри, зміна яких в деяких межах може призвести до аварійного стану обладнання, необхідно контролювати і сигналізувати з допомогою мікропроцесорних контролерів.

Система управління повинна бути достовірною, відноситись до нижнього і верхнього ієрархічного рівня ТЕЦ. До складу системи входить мікропроцесорний контролер, який повинен бути сумісний з іншими системами ТЕЦ.

АСУ експлуатується в умовах роботи цукрового заводу – у виробничий сезон. Режим роботи підприємства трьохзмінний із середньою тривалістю – 80 діб, технологічний процес безперервний.

Система управління повинна функціонувати повністю як в автоматичному, так і в частково – ручному режимі. Ручний режим роботи повинен здійснюватись з ПЕОМ за допомогою дисплейної мнемосхеми.

Рішення комплексу задач, які виконуються системою управління, що розробляється, повинні проходити безперервно, паралельно з роботою котлоагрегата.

Якість реалізації функцій визначається якістю, швидкодією та надійністю. Швидкодія системи визначається часом спрацювання регулюючих дій, який не повинен перевищувати встановленні норми.

Якість роботи засобів автоматизації в багатьох випадках визначається правильним вибором структурної схеми її автоматизації, що забезпечує ведення процесу при оптимальних параметрах.

Вибір критерію управління є однією з головних задач при побудові системи автоматизації, так як на його основі встановлюється мета управління, яка визначає структуру системи автоматизації. В даний час в якості критерію управління вибирають які-небудь економічні показники, такі як прибуток, мінімальна собівартість, величина капітальних затрат і т.д.

Однак ці критерії вибирають в основному при управлінні усім виробництвом, так як до їх складу входять багато змінних, які необхідно постійно вимірювати в процесі виробництва, а в числовому вигляді вони можуть бути визначені в тому випадку, коли розглядається управління яким-небудь окремим відділенням виробництва, то проводять декомпозицію основного критерію, тобто проводять заміну задачі більшої розмірності рядом задач меншої розмірності.

В реальних умовах одночасна оптимізація всіх показників якості процесу регулювання не можлива. Тому в якості критерію вибирають один із цих показників, а всі інші розглядають як обмеження.

Обираємо в якості критерію управління мінімальну інтегральну оцінку, тобто мінімум площі під кривою перехідного процесу. З економічної точки зору використання цього критерію найбільш доцільно. Мінімізація його приводить до мінімуму втрат, що виникають у процесі регулювання. Як обмеження вибрано динамічну похибку.