УДК 681.515.8 Технические науки/10. Горное дело

Бербець Т.О.(асистент), Пронів М.В.(студентка)

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Синтез і моделювання автоматичних систем керування багатомірними об’єктами нафтогазової промисловості

Неперервні технологічні процеси великої потужності із складними комплексами енергетичних і матеріальних потоків і жорсткими вимогами щодо якості продукції, до безпеки персоналу, до впливу на навколишнє середовище вимагають створення досконалих систем управління. Зниження на тривалий строк якості продукції і зупинка процесу внаслідок аварії в системах управління або значне забруднення навколишнього середовища можуть мати катастрофічні наслідки для всієї економіки.
Більшість об’єктів газонафтової і хімічної промисловості є багатомірними об‘єктами. При синтезі систем керування такими об’єктами значні труднощі пов’язані з наявністю статичних та динамічних перехресних зв’язків між різними входами і виходами систем.
В якості об’єкта дослідження була вибрана дистиляційна колона, модель динаміки якої задана передавальною функцією [ 1 ] типу:

0 0

(p)= 0

/(p+1)

Для такого об’єкта синтезовані різні системи управління [2]:

- багатомірна система автоматичного регулювання з одномірними контурами для управління, які реалізовані за П і ПІ-алгоритмами керування. Блок-схема такої системи приведена на рис. 1

Рис. 1. Імітаційна модель перехідного процесу локальних систем керування.

- багатомірна система автоматичного регулювання з одновимірними регуляторами і компенсацією задаючих впливів (рис. 2)

Рис. 2. Імітаційна модель об’єкта з компенсацією задаючих впливів.

- автономна багатомірна система автоматичного регулювання (рис. 3)

Рис. 3. Імітаційна динамічна автономна система керування без врахування впливу збурень.

Дослідження виявили наступні недоліки:
- при реалізації системи управління за першим варіантом маємо коливний характер перехідного процесу і значні статичні похибки при дії збурень та використанні П-алгоритма керування; вплив зміни параметрів регулятора по будь-якому одному із виходів об’єкта на динаміку інших виходів. При використанні ПІ-регуляторі статична похибка зменшилась, проте виникли незатухаючі коливання, обумовлені багатозв’язаністю об’єкта.
- cинтез системи за другим варіантом забезпечив, у порівнянні з першим варіантом, кращі показники перехідного процесу: процес закінчувався значно швидше і практично без коливань. Проте така система не забезпечує захист від збурень, оскільки відсутній головний контур зворотнього зв’язку і вона не являється системою регулювання по відхиленню.
Досліджена автономна система керування (із компенсацією перехресних зв’язків) для статичного і динамічного режимів. Порівняння перехідних процесів в системі з перехресними зв’язками без компенсаторів і перехідних процесів в автономній системі керування, дозволяють зробити висновок, що як статична так і динамічна автономні системи керування реалізують розв’язок контурів за перехресними каналами, при цьому забезпечують високі показники якості.

Література:
1. Рей У. Методы управления технологическими процесами/ У.Рей. - Москва: Мир, 1983, - 368 с.
2. Семенцов Г.Н. Теорія автоматичного управління спеціалізованими системами: навчальний посібник/ Г.Н. Семенцов, А.І. Лагойда. - Івано-Франківськ, 2012, - 75 с.