15. Моделирование технологических процессов

Решение любой задачи автоматизации и оптимизации технологического процесса начинается с его теоретического и экспериментального изучения с целью построения адекватной математической модели. Процедуру построения модели можно разделить на три последовательных этапа. На первом из них определяется допустимый параметрический класс моделей, на втором – проводится идентификация параметров, а на третьем – оценивается адекватность построенной модели.

Построение любой математической модели, обеспечивающей удовлетворительное предсказание поведения исследуемого процесса, всегда является трудной задачей.

Основная технология нефтегазодобывающей промышленности базируется на физических процессах, элементарными составляющими которых являются:

1) механические процессы (механическая обработка твердых материалов, в частности разрушение породы при бурении);

2) гидродинамические процессы (транспорт жидкости и газа, разделение жидкостных и газовых дисперсных систем);

3) тепловые процессы (нагревание и охлаждение);

4) массообменные процессы (абсорбция десорбция, испарение и конденсация, растворение и кристаллизация, экстракционные процессы и т. д.).

Закономерности протекания всех этих процессов тесно связаны с условиями движения среды, в которой они происходят и которые, в свою очередь, определяются законами гидродинамики (газодинамики). Таким образом, за исключением группы механических процессов, общей теоретической основой для моделирования большей части технологических процессов в нефтегазодобывающей промышленности являются гидро- и термодинамика.

Сначала анализируются физические основы процесса в целом и отдельные его звенья. Сложные процессы разделяются на элементарные составляющие. Для последних строятся качественные описания их течения и прослеживается логическая взаимосвязь этих описаний для выявления возможных ошибок в исходных предположениях. Если подобных не обнаружено, то на основе законов сохранения и переноса вещества и энергии строятся полные системы уравнений (дифференциальных, интегральных, алгебраических и т. д.), которые и определяют количественное задание допустимого класса моделей для последующей идентификации.

16. Объединяемость выборок по критерию Вилькоксона

Объединяемость технологических параметров в единую генеральную совокупность производится по критерию Вилькоксона. Он заключается в том, что, если контролируемые параметры на различных участках каким-то образом связаны между собой, то используя датчик на каком-то участке, можно судить о значении технологического параметра на другом участке. Это дает возможность уменьшить количество датчиков на производстве (стоимостные расходы), не увеличивая стоимостные расходы.

Количество, качество и дислокация следящих за состо­янием рассредоточенного объекта источников информации являются определяющими факторами эффективного управ­ления. Однако чрезмерное увеличение плотности и качест­венных показателей технических средств источников инфор­мации влечет за собой неоправданное повышение расходов на информационную систему.

Зависимости в стоимостном выражении от качественных показателей ИУС могут быть получены:

1) методом непосредственного эксперимента на исследу­емой системе с использованием накопленных эксплуатаци­онных статистических данных по эффективности функционирования обслуживаемой системы при естественных или искусственных измерениях различных показателей ИУС.

2) методом статистического моделирования на ЭВМ фун­кционирования обслуживаемой системы при разных значе­ниях показателей ИУС. Для определения расходов информа­ция подвергается воздействию ошибок, сравнивается с истинной и анализируются экономические последствия от появления ошибок.

Ошибка в любом элементе приводит к увеличению потерь.

Снижения стоимости потерь можно добиться повышением точности и помехоустойчивости переданной информации с применением раз­личных методов, реализация которых требует определенных затрат.